JP6408249B2 - エンジンの廃熱利用装置 - Google Patents

Description

この発明はエンジンの廃熱利用装置の改良、特に冷媒ポンプの軸とエンジンの回転軸とを電磁クラッチを介して連結する伝動機構を備える場合の、電磁クラッチの固着診断に関する。

ランキンサイクルにおいて、冷媒ポンプと膨張機を同じ軸とし、当該軸とエンジンの回転軸とを電磁クラッチを介して連結する伝動機構を備えることにより、エンジンの回転を膨張機で回生した動力でアシストするものがある（特許文献１参照）。このものでは、膨張機の回転速度を検出する膨張機回転速度センサと、電磁クラッチの電磁コイルに流れる電流を検出する電流センサとを新たに設けている。そして、これらセンサにより検出される検出値に基づいて、電磁クラッチが締結状態で固着しているか否かを診断するようにしている。

特開２０１２−１９３６９０号公報

ところで、上記特許文献１の技術のように、電磁クラッチの固着診断のためとはいえ、膨張機回転速度センサと電流センサとを新たに設けるのではコストアップを招く。

そこで本発明は、膨張機回転速度センサと電流センサとを設けなくても、電磁クラッチの固着診断を行い得る装置を提供することを目的とする。

本発明のエンジンの廃熱利用装置では、ランキンサイクルと、冷媒ポンプの軸とエンジンの回転軸とを、締結・解放し得る電磁クラッチを介して連結する伝動機構とを備えている。そして、エンジン暖機中に前記エンジンから前記ランキンサイクルへの熱交換が促進されると判定される場合に、前記電磁クラッチが締結状態で固着していると診断する固着診断手段を設けた。

ランキンサイクルにはランキンサイクルの運転開始や運転停止のため、圧力センサや温度センサを設けている。エンジン暖機中に前記エンジンから前記ランキンサイクルへの熱交換が促進される場合には、これらのセンサにより検出される圧力や温度が電磁クラッチが締結状態で固着していない場合より上昇する。このため、エンジン暖機中に前記エンジンから前記ランキンサイクルへの熱交換が促進されるか否かの判定に用いるセンサとしては、上記既設の圧力センサや温度センサで足りる。すなわち、本発明によれば、膨張機回転速度センサと電流検出センサを設けることなく、既設の圧力センサや温度センサを用いて電磁クラッチの固着診断を行い得るので、コストアップを抑制できる。

本発明の第１実施形態のランキンサイクルのシステム全体を表した概略構成図である。 第１実施形態のエンジン暖機中のエンジン出口冷却水温度の変化を示すタイミングチャートである。 第１実施形態のクラッチＯＮ固着診断を説明するためのフローチャートである。 第２実施形態のエンジン暖機中のランキンサイクル内の特定位置の冷媒圧力の変化を示すタイミングチャートである。 第２実施形態のクラッチＯＮ固着診断を説明するためのフローチャートである。 第２実施形態のクラッチＯＮ固着診断を説明するためのフローチャートである。 第２実施形態のクラッチＯＮ固着診断を説明するためのフローチャートである。 第２実施形態のクラッチＯＮ固着診断を説明するためのフローチャートである。 第２実施形態の他の態様のクラッチＯＮ固着診断を説明するためのフローチャートである。 第２実施形態の他の態様のクラッチＯＮ固着診断を説明するためのフローチャートである。 第２実施形態の他の態様のクラッチＯＮ固着診断を説明するためのフローチャートである。 第２実施形態の他の態様のクラッチＯＮ固着診断を説明するためのフローチャートである。 第３実施形態のエンジン暖機中のランキンサイクル内の特定位置の冷媒温度の変化を示すタイミングチャートである。 第３実施形態のクラッチＯＮ固着診断を説明するためのフローチャートである。 第３実施形態のクラッチＯＮ固着診断を説明するためのフローチャートである。 第３実施形態のクラッチＯＮ固着診断を説明するためのフローチャートである。 第３実施形態のクラッチＯＮ固着診断を説明するためのフローチャートである。 第３実施形態の他の態様のクラッチＯＮ固着診断を説明するためのフローチャートである。 第３実施形態の他の態様のクラッチＯＮ固着診断を説明するためのフローチャートである。 第３実施形態の他の態様のクラッチＯＮ固着診断を説明するためのフローチャートである。 第３実施形態の他の態様のクラッチＯＮ固着診断を説明するためのフローチャートである。 第４実施形態のエンジンの一部の縦断面図である。 第４実施形態のエンジン暖機中の凝縮器下流温度と外気の空気温度との差温度の変化を示すタイミングチャートである。 第４実施形態のクラッチＯＮ固着診断を説明するためのフローチャートである。 第５実施形態のエンジン暖機中の膨張機入口圧力の変化を示すタイミングチャートである。 第５実施形態のクラッチＯＮ固着診断を説明するためのフローチャートである。 第５実施形態のクラッチＯＮ固着診断を説明するためのフローチャートである。 第６実施形態のエンジン暖機中の膨張機入口圧力の変化を示すタイミングチャートである。 第６実施形態のクラッチＯＮ固着診断を説明するためのフローチャートである。 第６実施形態のクラッチＯＮ固着診断を説明するためのフローチャートである。 第７実施形態のランキンサイクルのシステム全体を表した概略構成図である。 第７実施形態のエンジン暖機中の凝縮器出口冷却水温度の変化を示すタイミングチャートである。 第７実施形態のクラッチＯＮ固着診断を説明するためのフローチャートである。 第８実施形態のランキンサイクルのシステム全体を表した概略構成図である。 第８実施形態のエンジン暖機中の冷媒ポンプ出口圧力の変化を示すタイミングチャートである。 第８実施形態のクラッチＯＮ固着診断を説明するためのフローチャートである。 第８実施形態のクラッチＯＮ固着診断を説明するためのフローチャートである。 第９実施形態のランキンサイクルのシステム全体を表した概略構成図である。 第９実施形態のエンジン暖機中の冷媒ポンプ出口圧力の変化を示すタイミングチャートである。 第９実施形態のクラッチＯＮ固着診断を説明するためのフローチャートである。 第９実施形態のクラッチＯＮ固着診断を説明するためのフローチャートである。 第１０実施形態のランキンサイクルのシステム全体を表した概略構成図である。 第１０実施形態のエンジン暖機中のエンジン出口冷却水温度の変化を示すタイミングチャートである。 第１０実施形態のポンプクラッチＯＮ固着診断を説明するためのフローチャートである。 第１１実施形態のランキンサイクルのシステム全体を表した概略構成図である。 第１２実施形態のランキンサイクルのシステム全体を表した概略構成図である。 第１３実施形態のエンジン暖機中のエンジン出口冷却水温度の変化を示すタイミングチャートである。 第１３実施形態のクラッチＯＮ固着のみ診断及びサーモスタット開固着のみ診断を説明するためのフローチャートである。 第１３実施形態のクラッチＯＮ固着のみ診断及びサーモスタット開固着のみ診断を説明するためのフローチャートである。 第２実施形態のランキンサイクルのシステム全体を表した概略構成図である。 第３実施形態のランキンサイクルのシステム全体を表した概略構成図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態のランキンサイクルのシステム全体を表した概略構成図である。

まず、エンジン冷却水回路について説明する。エンジン２を出た８０〜９０℃程度の冷却水は、ラジエータ１１を通る冷却水通路１３と、ラジエータ１１をバイパスするバイパス冷却水通路１４とに別れて流れる。その後、２つの流れは、両通路１３、１４を流れる冷却水流量の配分を決めるサーモスタットバルブ１５で再び合流し、さらに冷却水ポンプ１６を経てエンジン２に戻る。冷却水ポンプ１６はエンジン２によって駆動され、その回転速度はエンジン回転速度と同調している。

サーモスタットバルブ１５は、冷却水温度が高い場合に冷却水通路１３側のバルブ開度を大きくしてラジエータ１１を通過する冷却水量を相対的に増やす。また、冷却水温度が低い場合に冷却水通路１３側のバルブ開度を小さくしてラジエータ１１を通過する冷却水量を相対的に減らす。エンジン２の暖機前など特に冷却水温度が低い場合には、完全にラジエータ１１をバイパスさせることにより、冷却水の全量がバイパス冷却水通路１４側を流れるようにする。一方、バイパス冷却水通路１４側のバルブ開度は全閉になることはなく、ラジエータ１１を流れる冷却水流量が多くなったときに、バイパス冷却水通路１４を流れる冷却水の流量は、冷却水の全量がバイパス冷却水通路１４側を流れる場合と比べて低下する。しかしながら、流れが完全に停止することがないようにサーモスタットバルブ１５が構成されている。

ラジエータ１１をバイパスするバイパス冷却水通路１４は、第１バイパス冷却水通路２４と、第２バイパス冷却水通路２５とからなる。そして、第１バイパス冷却水通路２４は冷却水通路１３から分岐して後述の熱交換器３６に直接接続している。一方、第２バイパス冷却水通路２５は冷却水通路１３から分岐して廃熱回収器２２を経た後に熱交換器３６に接続している。

バイパス冷却水通路１４には、ランキンサイクル３１の冷媒と熱交換を行なう熱交換器３６を備える。この熱交換器３６は加熱器と過熱器とを統合したものである。すなわち、熱交換器３６には２つの冷却水通路３６ａ、３６ｂがほぼ一列に設けられている。また、冷媒と冷却水が熱交換可能なようにランキンサイクル３１の冷媒が流れる冷媒通路３６ｃが冷却水通路３６ａ、３６ｂと隣接して設けられている。さらに、熱交換器３６の全体を俯瞰して見たときにランキンサイクル３１の冷媒と冷却水が互いに流れ方向が逆向きとなるように各通路３６ａ、３６ｂ、３６ｃが構成されている。

詳細には、ランキンサイクル３１の冷媒にとって上流（図１の左）側に位置する一方の冷却水通路３６ａは、第１バイパス冷却水通路２４に介装されている。この冷却水通路３６ａ及びこの冷却水通路３６ａに隣接する冷媒通路部分からなる熱交換器左側部分は、エンジン２から出た冷却水を冷却水通路３６ａに直接導入することで、冷媒通路３６ｃを流れるランキンサイクル３１の冷媒を加熱するための加熱器である。

ランキンサイクル３１の冷媒にとって下流（図１の右）側に位置する他方の冷却水通路３６ｂには、第２バイパス冷却水通路２５を介して廃熱回収器２２を経た冷却水が導入される。冷却水通路３６ｂ及びこの冷却水通路３６ｂに隣接する冷媒通路部分からなる熱交換器右側部分（下流側）は、エンジン出口の冷却水を排気によって加熱した冷却水を冷却水通路３６ｂに導入することで、冷媒通路３６ｃを流れる冷媒を過熱する過熱器である。

廃熱回収器２２の冷却水通路２２ａは排気管５に隣接して設けている。廃熱回収器２２の冷却水通路２２ａにエンジン２の出口の冷却水を導入することで、冷却水を高温の排気によって例えば１１０〜１１５℃程度まで加熱することができる。廃熱回収器２２の全体を俯瞰して見たときに、排気と冷却水とが互いに流れる向きが逆向きとなるように冷却水通路２２ａが構成されている。

廃熱回収器２２を設けた第２バイパス冷却水通路２５には制御弁２６が介装されている。エンジン２の内部にある冷却水の温度が、例えばエンジンの効率悪化やノックを発生させないための許容温度（例えば１００℃）を超えないように、エンジン２の出口の冷却水温度センサ７４の検出温度が所定値以上になると、この制御弁２６の開度を減少させる。これによって、エンジン２の内部にある冷却水の温度（エンジン水温）が許容温度に近づくと、廃熱回収器２２を通過する冷却水量を減少させるので、エンジン水温が許容温度を超えてしまうことを確実に防ぐことができる。

一方、第２バイパス冷却水通路２５の流量が減少したことによって、廃熱回収器２２により上昇する冷却水温度が上がりすぎて冷却水が蒸発（沸騰）してしまったのでは、熱交換器３６での効率が落ちる。これだけでなく、冷却水通路内の冷却水の流れが悪くなって温度が過剰に上昇してしまう恐れもある。これを避けるため、廃熱回収器２２をバイパスするバイパス排気管６と、排熱回収器２２の排気通過量とバイパス排気管６の排気通過量とをコントロールするサーモスタットバルブ７をバイパス排気管６の分岐部に設けている。すなわち、サーモスタットバルブ７は、そのバルブ開度が廃熱回収器２２を出た冷却水温度が所定の温度（例えば沸騰温度１２０℃）を超えないように、廃熱回収器２２を出た冷却水温度に基づいて調節される。

熱交換器３６とサーモスタットバルブ７と廃熱回収器２２とは、廃熱回収ユニット２３として一体化されていて、車幅方向略中央の床下において排気管途中に配設されている（図示しない）。サーモスタットバルブ７は、バイメタル等を用いた比較的簡易な感温弁でも良いし、温度センサ出力が入力されるコントローラによって制御される制御弁であっても良い。サーモスタットバルブ７による排気から冷却水への熱交換量の調節は比較的大きな遅れを伴うため、サーモスタットバルブ７を単独で調節したのではエンジン水温が許容温度を超えないようにするのが難しい。しかしながら、第２バイパス冷却水通路２５の制御弁２６をエンジン水温（出口温度）に基づき制御するようにしてあるので、熱回収量を速やかに低減し、エンジン水温が許容温度を超えるのを確実に防ぐことができる。また、エンジン水温が許容温度までに余裕がある状態であれば、廃熱回収器２２を出る冷却水温度がエンジン水温の許容温度を越えるほどの高温（例えば１１０〜１１５℃）になるまで熱交換を行って、廃熱回収量を増加させることができる。冷却水通路３６ｂを出た冷却水は、第２バイパス冷却水通路２５を介して第１バイパス冷却水通路２４に合流されている。

バイパス冷却水通路１４からサーモスタットバルブ１５に向かう冷却水の温度が、例えば熱交換器３６でランキンサイクル３１の冷媒と熱交換することによって十分低下していれば、サーモスタットバルブ１５の冷却水通路１３側のバルブ開度が小さくされる。これによって、ラジエータ１１を通過する冷却水量は相対的に減らされる。この逆にバイパス冷却水通路１４からサーモスタットバルブ１５に向かう冷却水の温度が、ランキンサイクル３１が運転されていないことなどによって高くなると、サーモスタットバルブ１５の冷却水通路１３側のバルブ開度が大きくされる。これによって、ラジエータ１１を通過する冷却水量は相対的に増やされる。このようなサーモスタットバルブ１５の動作に基づいて、エンジン２の冷却水温度が適当に保たれ、熱がランキンサイクル３１へ適当に供給（回収）されるように構成されている。

次に、ランキンサイクル３１について述べる。ランキンサイクル３１は、エンジン２の冷却水を介してエンジン２の廃熱を冷媒に回収し、回収した廃熱を動力として回生するシステムである。ランキンサイクル３１は、冷媒ポンプ３２、過熱器としての熱交換器３６、膨張機３７及び凝縮器（コンデンサ）３８を備え、各構成要素は冷媒（Ｒ１３４ａ等）が循環する冷媒通路４１〜４４により接続されている。

冷媒ポンプ３２の軸は同一の軸上で膨張機３７の出力軸と連結配置され、膨張機３７の発生する出力（動力）によって冷媒ポンプ３２を駆動すると共に、発生動力をベルト伝動機構を介してエンジン２の出力軸（クランク軸）に供給する構成である。ここで、ベルト伝動機構は、ポンププーリ３３，ベルト３４，クランクプーリ２ａから構成されている。すなわち、冷媒ポンプ３２軸及び膨張機３７の出力軸は、エンジン２の出力軸と平行に配置され、冷媒ポンプ３２軸の先端に設けたポンププーリ３３と、クランクプーリ２ａとの間にベルト３４を掛け回している。なお、本実施形態の冷媒ポンプ３２としてはギヤ式のポンプを、膨張機３７としてはスクロール式の膨張機を採用している。

また、ポンププーリ３３と冷媒ポンプ３２との間に電磁式のクラッチ（このクラッチを以下「膨張機クラッチ」という。）３５を設けて、冷媒ポンプ３２及び膨張機３７とを、エンジン２と締結・解放可能にしている。このため、膨張機３７の発生する出力が冷媒ポンプ３２の駆動力及び回転体が有するフリクションを上回る場合（推定した膨張機トルクが正の場合）に膨張機クラッチ３５を締結する。これによって、膨張機３７の発生する出力でエンジン出力軸の回転をアシスト（補助）することができる。このように廃熱回収によって得たエネルギを用いてエンジン出力軸の回転をアシストすることで、燃費を向上できる。また、冷媒を循環させる冷媒ポンプ３２を駆動するためのエネルギも、回収した廃熱で賄うことができる。

冷媒ポンプ３２からの冷媒は冷媒通路４１を介して熱交換器３６に供給される。熱交換器３６は、エンジン２の冷却水と冷媒との間で熱交換を行わせ、冷媒を気化し過熱する熱交換器である。

熱交換器３６からの冷媒は冷媒通路４２を介して膨張機３７に供給される。膨張機３７は、気化し過熱された冷媒を膨張させることにより熱を回転エネルギに変換する蒸気タービンである。膨張機３７で回収された動力は冷媒ポンプ３２を駆動し、ベルト伝動機構（３３，３４，２ａ）を介してエンジン２に伝達され、エンジン２の回転をアシストする。

膨張機３７からの冷媒は冷媒通路４３を介して凝縮器３８に供給される。凝縮器３８は、外気と冷媒との間で熱交換を行わせ、冷媒を冷却し液化する熱交換器である。このため、凝縮器３８をラジエータ１１と並列に配置し、ラジエータファン１２によって冷却するようにしている。

凝縮器３８により液化された冷媒は、冷媒通路４４を介して冷媒ポンプ３２に戻される。冷媒ポンプ３２に戻された冷媒は、冷媒ポンプ３２により再び熱交換器３６に送られ、ランキンサイクル３１の各構成要素を循環する。

次に、冷凍サイクル５１について述べる。冷凍サイクル５１は、コンプレッサ（圧縮機）５２、凝縮器５３、エバポレータ（蒸発器）５５を備える。

コンプレッサ５２は冷凍サイクル５１の冷媒を高温高圧に圧縮する流体機械で、エンジン２によって駆動される。すなわち、コンプレッサ５２の駆動軸にはコンプレッサプーリが固定され、このコンプレッサプーリとクランクプーリとにベルトを掛け回している。
エンジン２の駆動力がこのベルトを介してコンプレッサプーリに伝達され、コンプレッサ５２が駆動される。また、コンプレッサプーリとコンプレッサ５２との間に電磁式のクラッチ（このクラッチを以下「コンプレッサクラッチ」という。）を設けて、コンプレッサ５２とコンプレッサプーリとを断接可能にしている。

コンプレッサ５２からの冷媒は冷媒通路５６を介して凝縮器５３に供給される。凝縮器５３は外気との熱交換によって冷媒を凝縮し液化する熱交換器である。凝縮器５３はラジエータ１１と並列に配置し、車速風または冷却ファン１２で冷却する。

凝縮器５３からの液状の冷媒は、冷媒通路５７を介してエバポレータ（蒸発器）５５に供給される。エバポレータ５５は、図示しないヒータコアと同様にエアコンユニットのケース内に配設されている。エバポレータ５５は、凝縮器５３からの液状冷媒を蒸発させ、そのときの蒸発潜熱によってブロアファンからの空調空気を冷却する熱交換器である。

エバポレータ５５によって蒸発した冷媒は冷媒通路５８を介してコンプレッサ５２に戻される。なお、エバポレータ５５によって冷却された空調空気とヒータコアによって加熱された空調空気は、エアミックスドアの開度に応じて混合比率が変更され、乗員の設定する温度に調節される。

ランキンサイクル３１には、サイクル内を流れる冷媒を制御するため、回路途中に各種の弁が適宜設けられている。例えば、膨張機３７の上流から膨張機３７をバイパスして逆止弁６４上流に合流する膨張機バイパス通路６５を設け、この膨張機バイパス通路６５にバイパス弁６６を設けている。上記のバイパス弁６６は電磁式の開閉弁である。

また、冷媒ポンプ３２と熱交換器３６とを連絡する冷媒通路４１に、熱交換器３６から冷媒ポンプ３２への冷媒の逆流を防止するため逆止弁６３を備えている。膨張機３７と凝縮器３８とを連絡する冷媒通路４３にも、凝縮器３８から膨張機３７への冷媒の逆流を防止するため逆止弁６４を備えている。

冷媒通路４１〜４４及びバイパス通路６５のうち２つのポイントの圧力及び温度を検出する冷媒圧力センサ７２，７３及び冷媒温度センサ８１，８２からの信号がエンジンコントローラ７１に入力されている。ここで、一方のポイントは熱交換器３６の出口から膨張機３７の入口までの冷媒通路４２である。冷媒圧力センサ７２は当該冷媒通路４２の圧力（この圧力を、以下「熱交換器出口圧力」という。）Ｐｈｅｏを、冷媒温度センサ８２は当該冷媒通路４２の温度（この温度を、以下「熱交換器出口温度」という。）Ｔｈｅｏを検出する。他方のポイントは凝縮器３８の出口から冷媒ポンプ３２の入口までの冷媒通路４４である。冷媒圧力センサ７３は当該冷媒通路４４の圧力（この圧力を、以下「冷媒ポンプ入口圧力」という。）Ｐｐｍｐｉを、冷媒温度センサ８２は当該冷媒通路４４の温度（この温度を、以下「冷媒ポンプ入口温度」という。）Ｔｐｍｐｉを検出する。

エンジンコントローラ７１では、所定の運転条件に応じ、これらの各入力信号に基づいて、膨張機クラッチ３５の締結・解放の制御を行なうとともに、上記のバイパス弁６６の開閉を制御する。

例えばランキンサイクル３１の運転開始に際しては、冷媒通路やバイパス通路から冷媒が漏れているか否かの診断に冷媒圧力センサ７３により検出される冷媒ポンプ入口圧力Ｐｐｍｐｉ及び冷媒圧力センサ７２により検出される熱交換器出口圧力Ｐｈｅｏを用いる。すなわち、冷媒ポンプ入口圧力Ｐｐｍｐｉや熱交換器出口圧力Ｐｈｅｏが大気圧力より大きいときには冷媒通路４１〜４４やバイパス通路６５から冷媒が漏れていないと判定する。一方、冷媒ポンプ入口圧力Ｐｐｍｐｉや熱交換器出口圧力Ｐｈｅｏが大気圧力以下であるときには冷媒通路４１〜４４やバイパス通路６５から冷媒が漏れていると判定する。冷媒が冷媒通路４１〜４４やバイパス通路６５から漏れていないと判定したときランキンサイクル３１の運転を開始するが、冷媒が冷媒通路４１〜４４やバイパス通路６５から漏れていると判定したときには、ランキンサイクル３１の運転を開始しない。

また、ランキンサイクル３１の運転で得られる膨張機トルク（回生動力）が正なのか負なのかを推定している。これは、車両１が必要とする目標駆動トルクの管理に膨張機トルクが必要となるためである。目標駆動トルクから目標エンジントルクが定まるが、エンジン２に補機負荷が加わるときには、その分エンジン２が発生するトルクを増やしてやらなければ、目標駆動トルクが得られなくなる。同様に、膨張機クラッチ３５を締結して膨張機トルクをエンジン２に付加したとき、目標駆動トルクを大きく超えるようだと不要なトルクの付加になるとして、膨張機クラッチ３５を解放することが好ましい。その一方で、膨張機トルクが負の場合に膨張機クラッチ３５を締結したのでは、エンジントルクを却って低下させてしまうので、このときには膨張機クラッチ３５を解放することが好ましい。このように、膨張機トルクについても目標駆動トルクの管理に必要となるので、膨張機トルクがどの程度なのかを見極めるため、膨張機トルクを推定する。

例えば、推定した膨張機トルクが正のとき（エンジン出力軸の回転をアシストすることができるとき）に膨張機クラッチ３５を締結し、推定した膨張機トルクがゼロないし負のときに膨張機クラッチ３５を解放する。

膨張機トルクの推定方法としては、簡単には熱交換器出口圧力Ｐｈｅｏから冷媒ポンプ入口圧力Ｐｐｍｐｉを差し引いた値に基づいて推定すればよい。Ｐｈｅｏ−Ｐｐｍｐｉの差圧が大きいほど膨張機トルクが大きいと推定するのである。あるいは、熱交換器出口圧力Ｐｈｅｏ及び熱交換器出口温度Ｔｈｅｏに基づいて冷媒通路４２を流れる冷媒の有するエンタルピｈ１を、冷媒ポンプ入口圧力Ｐｐｍｐｉ及び冷媒ポンプ入口温度Ｔｐｍｐｉに基づいて冷媒通路４４を流れる冷媒の有するエンタルピｈ２を算出する。そして、両エンタルピの差ｈ２−ｈ１から膨張機トルクを推定する。ｈ２−ｈ１の差が大きいほど膨張機トルクが大きいと推定するのである。

ここで、上記のエンタルピｈ１は熱交換器出口圧力Ｐｈｅｏと熱交換器出口温度Ｔｈｅｏの関数であるので、熱交換器出口圧力Ｐｈｅｏと熱交換器出口温度Ｔｈｅｏをパラメータとするエンタルピｈ１のマップを予め作成して持たせておけばよい。同様に、上記のエンタルピｈ２は冷媒ポンプ入口圧力Ｐｐｍｐｉと冷媒ポンプ入口温度Ｔｐｍｐｉの関数であるので、冷媒ポンプ入口圧力Ｐｐｍｐｉと冷媒ポンプ入口温度Ｔｐｍｐｉをパラメータとするエンタルピｈ２のマップを予め作成して持たせておけばよい。

そのほか、ランキンサイクル３１内を流れる冷媒が異常な高圧になっていないか否か、あるいはランキンサイクル内を流れる冷媒が異常な高温になっていないか否かの診断にも熱交換器出口圧力Ｐｈｅｏ、熱交換器出口温度Ｔｈｅｏを用いている。すなわち、熱交換器出口圧力Ｐｈｅｏが圧力上限値以下であれば異常な高圧になっていないと、熱交換器出口温度Ｔｈｅｏが温度上限値以下であれば異常な高温になっていないと判断してランキンサイクル３１の運転を継続する。一方、熱交換器出口圧力Ｐｈｅｏが圧力上限値を超えているときには異常な高圧になっていると、熱交換器出口温度Ｔｈｅｏが温度上限値を超えているときには異常な高温になっていると判断してランキンサイクル３１の運転を停止する。

さて、エンジン２の冷間始動時にはエンジン冷却水の温度を高く保ってエンジン２の暖機促進を図ることが燃費向上に資する。このため、エンジン２の暖機が完了するまではエンジン冷却水の有する熱が熱交換器３６でランキンサイクルの冷媒に奪われることがないようにランキンサイクル３１の運転を停止している。すなわち、冷媒ポンプ３２が駆動されないように膨張機クラッチ３５を解放状態とすると共に、膨張機３７が駆動されないようにバイパス弁６２を開き、膨張機３７をバイパスして冷媒が流れるようにしている。

この場合、膨張機クラッチ３５の解放のためには膨張機クラッチ３５にＯＦＦ信号を出力して膨張機クラッチ３５の電磁コイルに電流を流さないことである。

しかしながら、膨張機クラッチ３５にＯＮ信号を出力していないのに膨張機クラッチ３５が締結状態のまま固着することがある。この膨張機クラッチ３５が締結状態のままとなる固着を、以下「クラッチＯＮ固着」という。クラッチＯＮ固着が生じると、エンジン２により冷媒ポンプ３２が駆動され冷媒が凝縮器３８から冷媒通路４４，４１，４２を経てバイパス通路６５を流れ、さらに冷媒通路４３，４４を流れて冷媒通路４４に戻る。つまり、冷媒がサイクル内を循環するため、熱交換器３６でエンジン冷却水の熱が奪われることになり、エンジン２の暖機完了が遅れてしまう。また、冷媒ポンプ３２がエンジン２により駆動されるのでは、エンジン２の不要な負荷になり燃費が悪化する。

このため、膨張機３７の回転速度を検出する回転速度センサと、膨張機クラッチ３５の電磁コイルを流れる電流を検出する電流センサとを設けておき、これらの信号に基づいてクラッチＯＮ固着が生じているか否かを診断する従来装置がある。しかしながら、膨張機回転速度センサや電流センサは高価であるため、これらセンサを設けるのではコストアップとなる。

そこで本発明の第１実施形態では、エンジン暖機中にエンジン２からランキンサイクル３１への熱交換が促進されているか否かをみる。そして、エンジン２からランキンサイクル３１への熱交換が促進されると判定される場合に、クラッチＯＮ固着が生じていると診断する。ここで、上記の「エンジン暖機中」とは、冷間始動タイミングからエンジン２が暖機完了するまでの期間をいう。

エンジン暖機中にエンジン２からランキンサイクル３１への熱交換が促進されているか否かの判定は、エンジン出口の冷却水温度Ｔｗに基づいて行う。エンジン暖機中に膨張機クラッチ３５にＯＮ信号を出していない状態で、エンジン出口の冷却水温度Ｔｗの上昇がクラッチＯＮ固着が生じていない場合のエンジン出口の冷却水温度の上昇より遅い場合にクラッチＯＮ固着が生じていると診断する。またはエンジン出口の冷却水温度Ｔｗが膨張機クラッチ３５にクラッチＯＮ固着が生じていない場合のエンジン出口の冷却水温度より低下する場合に、クラッチＯＮ固着が生じていると診断する。

これについて図２を参照して説明すると、図２最上段にはｔ１のタイミングで冷間始動を行い、ｔ５のタイミングでエンジン２が暖機を完了するとしたときのエンジン出口の冷却水温度の変化を示している。クラッチＯＮ固着が生じていない場合には、エンジン出口の冷却水温度（＝出口冷却水温度推定値）は図２最上段に破線で示したように、外気の空気温度から離れて徐々に高くなってゆく。そして、エンジンの暖機完了のタイミング（ｔ５）で所定温度（例えば８０℃程度）に落ち着く。一方、始動前にクラッチＯＮ固着が生じている場合には、エンジン出口の冷却水が有する熱が熱交換器３６で冷媒に奪われる。このため、始動前にクラッチＯＮ固着が生じている場合のエンジン出口の冷却水温度は、図２最上段に実線で示したように、図２最上段の破線に示すクラッチＯＮ固着が生じていない場合よりもゆっくりと上昇する。

この場合、クラッチＯＮ固着が生じていない場合のエンジン出口の冷却水温度は推定し得る。以下、クラッチＯＮ固着が生じていない場合のエンジン出口の冷却水温度の推定値を「出口冷却水温度推定値」という。この出口冷却水温度推定値を導入したとき、始動前にクラッチＯＮ固着が生じている場合には出口冷却水温度推定値とエンジン出口の実際の冷却水温度との間に差温度ΔＴが生じる。この差温度ΔＴを制御周期毎に積算すると、差温度ΔＴの積算値は図２第２段目に実線で示したように、始動からの時間の経過とともに増えてゆく。このため、予めスライスベルＳ／Ｌを図示のように定めておく。そして、差温度ΔＴの積算値がスライスベルＳ／Ｌに到達するｔ３のタイミングで、クラッチＯＮ固着が生じていると判断し、図２第３段目に実線で示したようにクラッチＯＮ固着フラグをゼロから１に切換える。

また、エンジン暖機途中にもクラッチＯＮ固着が生じ得る。例えば、図２において暖機途中のｔ２のタイミングでクラッチＯＮ固着が生じたとする。この場合のエンジン出口の冷却水温度は、図２最上段に一点鎖線で示したように、ｔ２のタイミングより少し遅れたタイミングから破線特性を外れて低下していく。このようにエンジン暖機途中にクラッチＯＮ固着が生じた場合にも出口冷却水温度推定値とエンジン出口の実際の冷却水温度との間に差温度ΔＴが生じる。この差温度ΔＴを制御周期毎に積算すると、差温度Δの積算値は図２第２段目に一点鎖線で示したようにｔ２のタイミングより少し遅れたタイミングからの時間の経過とともに増えてゆく。このため、温度差Δの積算値がスライスベルＳ／Ｌに到達するｔ４のタイミングで、膨張機クラッチ３５にクラッチＯＮ固着が生じていると判断し、図２第４段目に一点鎖線で示したようにクラッチＯＮ固着フラグをゼロから１に切換える。

このように、始動前にクラッチＯＮ固着が生じている場合と、エンジン暖機途中でクラッチＯＮ固着が生じた場合との２つのケースを考えた。いずれのケースでもクラッチＯＮ固着が生じていると診断し得るようにスライスレベルＳ／Ｌを設定しておく。

エンジンコントローラ７１で実行されるこの制御を図３のフローチャートを参照して説明する。図３のフローはクラッチＯＮ固着診断を行うためのもので、一定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に実行する。

ステップ１では診断済みであるか否かを診断済みフラグから判断する。ここでは診断済みフラグ＝０、つまり診断済みでないとしてステップ２に進む。ステップ２ではクラッチＯＮ固着フラグをみる。ここでは、クラッチＯＮ固着フラグ＝０であるとしてステップ３，４に進む。

ステップ３ではエンジン２の暖機が完了しているか否か、ステップ４ではエンジン冷間始動後であるか否かをみる。例えば、冷却水温度センサ７４により検出されるエンジン出口の実際の冷却水温度Ｔｗ［℃］とエンジン暖機完了時のエンジン出口の冷却水温度（例えば８０℃）とを比較する。そして、エンジン出口の実際の冷却水温度Ｔｗが８０℃以上あればエンジン２の暖機が完了していると、エンジン出口の実際の冷却水温度Ｔｗが８０℃未満であればエンジン２の暖機が完了していないと判定する。

また、エンジン始動直前に冷却水温度センサ７４により検出されるエンジン出口の実際の冷却水温度［℃］をエンジン出口の始動時冷却水温度Ｔｗｉｎｔ［℃］として記憶し、このエンジン出口の始動時冷却水温度Ｔｗｉｎｔと所定値［℃］を比較する。エンジン出口の始動時冷却水温度Ｔｗｉｎｔが所定値以下であれば冷間始動後であると、エンジン出口の始動時冷却水温度Ｔｗｉｎｔが所定値を超えていれば、冷間始動後でない（ホットリスタート後である）と判定する。このときの所定値は冷間始動後であるかホットリスタート後であるかを判定するための値で、予め定めておけばよい。

ステップ３，４でエンジン２の暖機が完了しているときやエンジン冷間始動後でないときにはそのまま今回の処理を終了する。

ステッ３，４でエンジン２の暖機が完了しておらずかつエンジン冷間始動後であるときにはエンジン暖機中にあると判断し、ステップ５以降に進む。

ステップ５では、出口冷却水温度推定値θｅ［Ｋ］を次の式に基づいて算出する。

Ｃ・Ｍ・ｄθｅ／ｄｔ＝ｑig−ｑoe−ｑoh …（１）
ただし、Ｃ：冷却水の比熱［ｋｃａｌ／ｋｇ・Ｋ］
Ｍ：冷却水の質量［ｋｇ］
ｑig：燃焼ガスから冷却水に伝わる単位時間当たり熱量
［ｋｃａｌ／ｓ］
ｑoe：エンジン表面から外気に伝わる単位時間当たり熱量
［ｋｃａｌ／ｓ］
ｑoh：エアコンのヒータコア表面から外気に伝わる単位時間当たり熱量 ［ｋｃａｌ／ｓ］
ここで、エンジン２の暖機完了後であれば、上記（１）式にラジエータ表面から外気に伝わる単位時間当たり熱量ｑorを加える必要がある。しかしながら、本実施形態はエンジン暖機中が対象であり、エンジン暖機中にはラジエータ１１に冷却水を流さない。よって、エンジン暖機中であれば、ラジエータ表面から外気に伝わる単位時間当たり熱量ｑorは考慮する必要がないため、当該熱量ｑorを省略している。

具体的には上記（１）式を積分することによって、つまり次式により出口冷却水温度推定値θｅを算出する。

θｅ＝（１／Ｃ・Ｍ）∫（ｑig−ｑoe−ｑoh）ｄｔ …（２）
上記（２）式は連続の式であるので、（２）式から離散値の式を作って出口冷却水温度推定値θｅを算出するようにしてもかまわない。

上記（２）式に基づいて算出される出口冷却水温度推定値θｅを［Ｋ］の単位から［℃］の単位に変換し、変換後の出口冷却水温度推定値をＴｅｓｔ［℃］とする。

ステップ６では出口冷却水温度推定値Ｔｅｓｔと、冷却水温度センサ７４により検出されるエンジン出口の実際の冷却水温度Ｔｗ［℃］との差温度ΔＴ［℃］を次の式により算出する。

ΔＴ＝Ｔｅｓｔ−Ｔｗ …（３）
ステップ７ではこの差温度ΔＴを差温度積算値の前回値であるＳΔＴ（前回）［℃］に加算することにより、差温度積算値ＳΔＴ［℃］を算出する。

ステップ８では差温度積算値ＳΔＴとスライスレベルＳ／Ｌ［℃］を比較する。ここで、スライスレベルＳ／ＬはクラッチＯＮ固着が生じているか否かを判定するための値で、予め設定しておく。差温度積算値ＳΔＴがスライスレベルＳ／Ｌ以上であるときにはクラッチＯＮ固着が生じていると判断し、ステップ９に進んでクラッチＯＮ固着フラグ＝１とする。

一方、ステップ８で差温度積算値ＳΔＴがスライスレベルＳ／Ｌ未満であるときにはクラッチＯＮ固着が生じていないと判断し、ステップ１０に進んでクラッチＯＮ固着フラグ＝０とする。

これでクラッチＯＮ固着が生じているか否かの診断を終了するので、ステップ１１では診断済みフラグ＝１とする。

ステップ１１で診断済みフラグ＝１となったときには、次回以降ステップ１よりステップ２以降に進むことができない。つまり、クラッチＯＮ固着が生じているか否かの診断はエンジン暖機中に一度だけ行う。

ここで、本実施形態の作用効果を説明する。

本実施形態では、ランキンサイクル３１と、冷媒ポンプ３２の軸とエンジン２の回転軸とを、膨張機クラッチ３５（電磁クラッチ）を介して連結する伝動機構とを備えている。そして、エンジン暖機中にエンジン２からランキンサイクル３１への熱交換が促進されると判定される場合に、クラッチＯＮ固着が生じている（電磁クラッチが締結状態で固着している）と診断する固着診断手段（７１）を設けた。ランキンサイクル３１にはランキンサイクル３１の運転開始や運転停止のため、圧力センサや温度センサを設けている。エンジン暖機中にエンジン２からランキンサイクル３１への熱交換が促進される場合には、これらのセンサにより検出される圧力や温度がクラッチＯＮ固着が生じていない場合より上昇する。このため、エンジン暖機中にエンジン２からランキンサイクル３１への熱交換が促進されるか否かの判定に用いるセンサとしては、上記既設の圧力センサや温度センサで足りる。すなわち、本実施形態によれば、膨張機回転速度センサと電流検出センサを設けることなく、既設の圧力センサや温度センサを用いて膨張機クラッチ３５の固着診断を行い得るので、コストアップを抑制できる。

本実施形態は、基本的にエンジン暖機中にクラッチＯＮ固着が生じているか否かやエンジン暖機中にクラッチＯＮ固着が生じたか否かを診断するものである。このようにエンジン暖機中にクラッチＯＮ固着が生じている場合やエンジン暖機中にクラッチＯＮ固着が生じた場合には、エンジンの暖機完了までの時間が長引く分だけ燃費が悪化する。また、エンジンの暖機完了までの時間が長引くのであれば、排気管５に設けてある触媒（図示しない）の活性化までの時間も長引き、その分、排気性能が悪くなる。これより、エンジン暖機中にクラッチＯＮ固着が生じているか否かを診断することと、燃費悪化が生じているか否かを診断したり、排気性能の悪化が生じているか否かを診断したりすることとは等価である。従って、本実施形態によれば、既設の圧力センサや温度センサを用いてエンジン暖機中に燃費悪化が生じているか否かやエンジン暖機中に燃費悪化が生じたか否かを診断することができる。また、エンジン暖機中に排気性能の悪化が生じているか否かやエンジン暖機中に排気性能が生じたか否かを診断することができる。

クラッチＯＮ固着が生じている場合には膨張機クラッチ３５（電磁クラッチ）にＯＮ信号を出力していない状態でも冷媒がランキンサイクル３１の冷媒通路を循環するため、熱交換器３６でエンジン出口の冷却水から熱が冷媒に奪われる。この熱交換器３６でエンジン出口の冷却水から熱が奪われる分だけ、エンジン出口の冷却水温度の上昇が遅れるか、エンジン出口の冷却水温度が低下する。本実施形態では、エンジン出口冷却水の上昇がクラッチＯＮ固着が生じていない場合（電磁クラッチが締結状態で固着していない場合）より遅いときに、エンジン２からランキンサイクル３１への熱交換が促進されると判定する（図３のステップ５〜９参照）。またはエンジン出口冷却水がクラッチＯＮ固着が生じていない場合（電磁クラッチが締結状態で固着していない場合）のエンジン出口の冷却水温度より低下するときに、エンジン２からランキンサイクル３１への熱交換が促進されると判定する。この場合、エンジン出口の冷却水温度は既設の冷却水温度センサ７４により検出している。つまり、本実施形態によれば、既設の冷却水温度センサ７４により検出されるエンジン出口の冷却水温度に基づいて、エンジン２からランキンサイクル３１への熱交換が促進されるか否かを判定することができるので、コストアップを抑制できる。

（第２実施形態）
冷間始動前にクラッチＯＮ固着が生じている場合や冷間始動後にクラッチＯＮ固着が生じた場合にはエンジン暖機中に膨張機クラッチ３５にＯＮ信号を出力していない状態でも冷媒がランキンサイクル３１の冷媒通路を循環する。このため、熱交換器３６でエンジン出口の冷却水から熱が冷媒に奪われる。この熱交換器３６でエンジン出口の冷却水から熱が奪われる分だけ、ランキンサイクル３１の冷媒通路を流れる冷媒の圧力が上昇する。または、ランキンサイクル３１の冷媒通路のうち同一の箇所でない二箇所を流れる冷媒の圧力の差圧力が予め定めた所定値以上に生じる。こうしたランキンサイクル３１の冷媒通路を流れる冷媒圧力の上昇は、ランキンサイクル３１の冷媒通路に既設の冷媒圧力センサにより検出し得る。このため、既設の冷媒圧力センサにより検出される冷媒圧力に基づけば、エンジン２からランキンサイクル３１への熱交換が促進されるか否かを判定することができる。以下、詳述する。

図３３は第２実施形態のランキンサイクルのシステム全体を表した概略構成図である。第１実施形態の図１と同一部分には同一の符号を付している。

第１実施形態では、熱交換器出口圧力、冷媒ポンプ入口圧力をそれぞれ検出する冷媒圧力センサ７２，７３が既設である場合で説明した。一方、第２実施形態では、冷媒圧力として、冷媒ポンプ出口圧力Ｐｐｍｐｏ、膨張機入口圧力Ｐｅｘｐｉ、膨張機出口圧力Ｐｅｘｐｏ、冷媒ポンプ入口圧力Ｐｐｍｐｉを検出する４つの冷媒圧力センサ７５，７２，７６，７３が既設であるとする。ここで、第１実施形態の冷媒圧力センサ７２は、熱交換器出口圧力を検出するものであったが、第２実施形態では、熱交換器出口圧力は膨張機入口圧力にほぼ等しいとして冷媒圧力センサ７２は膨張機入口圧力を検出するものとする。

図４は第２実施形態のタイミングチャートである。すなわち、図４最上段の左方には始動前にクラッチＯＮ固着が生じており、ｔ１のタイミングで冷間始動を行ったときのランキンサイクル３１を構成する冷媒通路の特定位置の冷媒圧力の変化を示している。ここで、ランキンサイクル３１を構成する冷媒通路の特定位置の冷媒圧力としては、冷媒ポンプ出口圧力Ｐｐｍｐｏ、膨張機入口圧力Ｐｅｘｐｉ、膨張機出口圧力Ｐｅｘｐｏ、冷媒ポンプ入口圧力Ｐｐｍｐｉの４つを採用する。図４最上段の左方において冷媒ポンプ出口圧力Ｐｐｍｐｏを実線で、膨張機入口圧力Ｐｅｘｐｉを破線で、膨張機出口圧力Ｐｅｘｐｏを一点鎖線で、冷媒ポンプ入口圧力Ｐｐｍｐｉを二点鎖線で示している。なお、膨張機入口圧力Ｐｅｘｐｉはパイバス弁６６を全閉状態としているときの変化を示している。

エンジン冷間時にクラッチＯＮ固着が生じていない場合には、いずれの冷媒圧力Ｐｐｍｐｏ、Ｐｅｘｐｉ、Ｐｅｘｐｏ、Ｐｐｍｐｉもほぼ一定値（例えば０．５ＭＰａ程度）で変化しない。一方、始動前にクラッチＯＮ固着が生じている場合にはエンジン冷間始動後にいずれの冷媒圧力Ｐｐｍｐｏ、Ｐｅｘｐｉ、Ｐｅｘｐｏ、Ｐｐｍｐｉも一定値を離れて上昇する。この場合、圧力の上昇の程度は２つに分かれ、冷媒ポンプ出口圧力Ｐｐｍｐｏ及び膨張機入口圧力Ｐｅｘｐｉの上昇の程度のほうが、膨張機出口圧力Ｐｅｘｐｏ及び冷媒ポンプ入口圧力Ｐｐｍｐｉの上昇の程度より大きくなっている。

このため、予めスライスベルＳ／Ｌ１、Ｓ／Ｌ２、Ｓ／Ｌ３、Ｓ／Ｌ４を図示のように定めておく。そして、冷媒ポンプ出口圧力ＰｐｍｐｏがスライスベルＳ／Ｌ１に到達するｔ１１のタイミングで、膨張機クラッチ３５にクラッチＯＮ固着が生じていると判断し、図４第２段目に実線で示したようにクラッチＯＮ固着フラグをゼロから１に切換える。また、膨張機入口圧力ＰｅｘｐｉがスライスベルＳ／Ｌ２に到達するｔ１１のタイミングで、膨張機クラッチ３５にクラッチＯＮ固着が生じていると判断し、図４第２段目に実線で示したようにクラッチＯＮ固着フラグをゼロから１に切換える。また、膨張機出口圧力ＰｅｘｐｏがスライスベルＳ／Ｌ３に到達するｔ１１のタイミングで、膨張機クラッチ３５にクラッチＯＮ固着が生じていると判断し、図４第２段目に実線で示したようにクラッチＯＮ固着フラグをゼロから１に切換える。また、冷媒ポンプ入口圧力ＰｐｍｐｉがスライスベルＳ／Ｌ４に到達するｔ１１のタイミングで、膨張機クラッチ３５にクラッチＯＮ固着が生じていると判断し、図４第２段目に実線で示したようにクラッチＯＮ固着フラグをゼロから１に切換える。ここまでは、４つある冷媒圧力Ｐｐｍｐｏ、Ｐｅｘｐｉ、Ｐｅｘｐｏ、Ｐｐｍｐｉを同等に扱ったが、冷媒の圧力に基づいてクラッチＯＮ固着が生じているか否かの判定を行うには、冷媒の圧力が高いほど判定精度がよくなる。この意味では、４つある冷媒圧力Ｐｐｍｐｏ、Ｐｅｘｐｉ、Ｐｅｘｐｏ、Ｐｐｍｐｉのうちで圧力が相対的に高い２つの冷媒圧力Ｐｐｍｐｏ、Ｐｅｘｐｉを採用することが好ましい。

なお、図４では、始動前にクラッチＯＮ固着が生じている場合に、４つの冷媒圧力とも同じｔ１１のタイミングでクラッチＯＮ固着フラグがゼロから１に切換わる場合で示してあるが、この場合に限られない。例えば、４つの各冷媒圧力Ｐｐｍｐｏ、Ｐｅｘｐｉ、Ｐｅｘｐｏ、ＰｐｍｐｉでクラッチＯＮ固着フラグがゼロから１に切換わるタイミングが相違するように４つの各スライスレベルＳ／Ｌ１、Ｓ／Ｌ２、Ｓ／Ｌ３、Ｓ／Ｌ４を設定してもかまわない。

図４最上段の右方にはｔ１のタイミングで冷間始動を行った後の暖機途中のｔ２のタイミングでクラッチＯＮ固着が生じた場合の上記４つの冷媒圧力Ｐｐｍｐｉ、Ｐｅｘｐｉ、Ｐｅｘｐｏ、Ｐｐｍｐｏの変化を重ねて示している。この場合にも、冷媒ポンプ出口圧力ＰｐｍｐｏがスライスベルＳ／Ｌ１に到達するｔ１２のタイミングでクラッチＯＮ固着が生じていると判断し、図４第３段目に一点鎖線で示したようにクラッチＯＮ固着フラグをゼロから１に切換える。また、膨張機入口圧力ＰｅｘｐｉがスライスベルＳ／Ｌ２に到達するｔ１２のタイミングでクラッチＯＮ固着が生じていると判断し、図４第３段目に一点鎖線で示したようにクラッチＯＮ固着フラグをゼロから１に切換える。また、膨張機出口圧力ＰｅｘｐｏがスライスベルＳ／Ｌ３に到達するｔ１２のタイミングでクラッチＯＮ固着が生じていると判断し、図４第３段目に一点鎖線で示したようにクラッチＯＮ固着フラグをゼロから１に切換える。また、冷媒ポンプ入口圧力ＰｐｍｐｉがスライスベルＳ／Ｌ４に到達するｔ１２のタイミングでクラッチＯＮ固着が生じていると判断し、図４第３段目に一点鎖線で示したようにクラッチＯＮ固着フラグをゼロから１に切換える。

なお、図４では、暖機途中でクラッチＯＮ固着が生じた場合に、４つの冷媒圧力とも同じｔ１２のタイミングでクラッチＯＮ固着フラグがゼロから１に切換わる場合で示してあるが、この場合に限られない。例えば、４つの各冷媒圧力Ｐｐｍｐｏ、Ｐｅｘｐｉ、Ｐｅｘｐｏ、ＰｐｍｐｉでクラッチＯＮ固着フラグがゼロから１に切換わるタイミングが相違するように４つの各スライスレベルＳ／Ｌ１、Ｓ／Ｌ２、Ｓ／Ｌ３、Ｓ／Ｌ４を設定してもかまわない。

図５Ａ，図５Ｂ，図５Ｃ，図５Ｄのフローは第２実施形態のクラッチＯＮ固着診断を行うためのもので、一定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に実行する。ここで、図５Ａは冷媒ポンプ出口圧力から、図５Ｂは膨張機入口圧力から冷間始動前にクラッチＯＮ固着が生じているか否か及び冷間始動後のエンジン暖機中にクラッチＯＮ固着が生じたか否かを診断するものである。同様に、図５Ｃは膨張機出口圧力から、図５Ｄは冷媒ポンプ入口圧力から冷間始動前にクラッチＯＮ固着が生じているか否か及び冷間始動後のエンジン暖機中にクラッチＯＮ固着が生じたか否かを診断するものである。第１実施形態の図３のフローと同一の部分には同一の符号を付している。

第１実施形態の図３のフローと相違する部分を主に説明すると、図５Ａのステップ２１Ａで冷媒ポンプ出口圧力Ｐｐｍｐｏ［ＭＰａ］とスライスレベルＳ／Ｌ１［ＭＰａ］を比較する。上記の冷媒ポンプ出口圧力Ｐｐｍｐｏは既設の冷媒圧力センサ７５（図３３参照）により検出する。上記のスライスレベルＳ／Ｌ１は予め設定しておく。

図５Ｂのステップ１９では、バイパス弁６６に閉指令を出す。これは、バイパス弁６６を閉じていない状態では、冷媒が膨張機３７をバイパスして流れるので、膨張機入口圧力Ｐｅｘｐｉと膨張機出口圧力Ｐｅｘｐｏとが同じ圧力になる。従って、膨張機入口圧力Ｐｅｘｐｉと膨張機出口圧力Ｐｅｘｐｏとの間に圧力差をつけるためにはバイパス弁６６を閉じる必要があるためである。

図５Ｂのステップ２０ではバイパス弁６６に閉指令を出してから一定時間が経過したか否かを見る。一定時間が経過していない場合にはそのまま今回の処理を終了する。図５Ｂのステップ２０で一定時間が経過したときには図５Ｂのステップ２１Ｂに進む。このようにバイパス弁６６に閉指令を出してから一定時間の経過後にステップ２１Ｂに進ませるのは、バイパス弁６６に閉指令を出してから実際にバイパス弁６６が全閉状態となるまでに応答遅れがあるためである。

図５Ｂのステップ２１Ｂでは膨張機入口圧力Ｐｅｘｐｉ［ＭＰａ］とスライスレベルＳ／Ｌ２［ＭＰａ］を比較する。上記の膨張機入口圧力Ｐｅｘｐｉは熱交換器出口圧力Ｐｈｅｏに等しいとみなし、既設の冷媒圧力センサ７２により検出される熱交換器出口圧力をそのまま膨張機入口圧力ｐｅｘｐｉとして採用する。上記のスライスレベルＳ／Ｌ２は予め設定しておく。

同様に、図５Ｃのステップ２１Ｃでは膨張機出口圧力Ｐｅｘｐｏ［ＭＰａ］とスライスレベルＳ／Ｌ３［ＭＰａ］を比較する。図５Ｄのステップ２１Ｄでは冷媒ポンプ入口圧力Ｐｐｍｐｉ［ＭＰａ］とスライスレベルＳ／Ｌ４［ＭＰａ］を比較する。上記の膨張機出口圧力Ｐｅｘｐｏは既設の冷媒圧力センサ７６（図３３参照）により検出する。上記の冷媒ポンプ入口圧力Ｐｐｍｐｉは既設の冷媒圧力センサ７３（図３３参照）により検出する。上記２つの各スライスレベルＳ／Ｌ３、Ｓ／Ｌ４は予め設定しておく。

図５Ａのステップ２１ＡでＰｐｍｐｏがＳ／Ｌ１以上となったとき、図５Ｂのステップ２１ＢでＰｅｘｐｉがＳ／Ｌ２以上となったときにはクラッチＯＮ固着が生じていると判断する。同様に、図５Ｃのステップ２１ＣでＰｅｘｐｏがＳ／Ｌ３以上となったとき、図５Ｄのステップ２１ＤでＰｐｍｐｉがＳ／Ｌ４以上となったときにはクラッチＯＮ固着が生じていると判断する。このときには図５Ａ，図５Ｂ，図５Ｃ，図５Ｄのステップ９に進んでクラッチＯＮ固着フラグ＝１とする。

一方、図５Ａのステップ２１ＡでＰｐｍｐｏがＳ／Ｌ１未満であるとき、図５Ｂのステップ２１ＢでＰｅｘｐｉがＳ／Ｌ２未満であるときにはクラッチＯＮ固着が生じていないと判断する。同様に、図５Ｃのステップ２１ＣでＰｅｘｐｏがＳ／Ｌ３未満であるとき、図５Ｄのステップ２１ＤでＰｐｍｐｉがＳ／Ｌ４未満であるときにはクラッチＯＮ固着が生じていないと判断する。このときには図５Ａ，図５Ｂ，図５Ｃ，図５Ｄのステップ１０に進んでクラッチＯＮ固着フラグ＝０とする。

第２実施形態では、４つの各冷媒圧力とこれに対応するスライスレベルの比較により、クラッチＯＮ固着が生じているか否かを診断したが、この場合に限られるものでない。例えば、冷媒圧力差に基づいてクラッチＯＮ固着が生じているか否かを診断するようにしてもかまわない。

図６Ａ，図６Ｂ，図６Ｃ，図６Ｄのフローは第２実施形態の他の態様のクラッチＯＮ固着診断を行うためのもので、一定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に実行する。ここで、図６Ａは冷媒ポンプ出口圧力から膨張機出口圧力を差し引いた圧力差から冷間始動前にクラッチＯＮ固着が生じているか否か及び冷間始動後のエンジン暖機中にクラッチＯＮ固着が生じたか否かを診断するものである。また、図６Ｂは冷媒ポンプ出口圧力から冷媒ポンプ入口圧力を差し引いた圧力差から冷間始動前にクラッチＯＮ固着が生じているか否か及び冷間始動後のエンジン暖機中にクラッチＯＮ固着が生じたか否かを診断するものである。同様に、図６Ｃは膨張機入口圧力から膨張機出口圧力を差し引いた圧力差から冷間始動前にクラッチＯＮ固着が生じているか否か及び冷間始動後のエンジン暖機中にクラッチＯＮ固着が生じたか否かを診断するものである。また、図６Ｄは膨張機入口圧力から冷媒ポンプ入口圧力を差し引いた圧力差から冷間始動前にクラッチＯＮ固着が生じているか否か及び冷間始動後のエンジン暖機中にクラッチＯＮ固着が生じたか否かを診断するものである。図５Ａ，図５Ｂ，図５Ｃ，図５Ｄのフローと同一部分には同一の符号を付している。

図５Ａ，図５Ｂ，図５Ｃ，図５Ｄのフローと相違する部分を主に説明すると、図６Ａのステップ３１Ａで冷媒ポンプ出口圧力Ｐｐｍｐｏから膨張機出口圧力Ｐｅｘｐｏを差し引いて冷媒圧力差ΔＰ１［ＭＰａ］（＝Ｐｐｍｐｏ−Ｐｅｘｐｏ）を算出する。図６Ａのステップ３２Ａではこの冷媒圧力差ΔＰ１とスライスレベルＳ／Ｌ５［ＭＰａ］を比較する。上記のスライスレベルＳ／Ｌ５は予め設定しておく。

同様にして、図６Ｂのステップ３１Ｂで冷媒ポンプ出口圧力Ｐｐｍｐｏから冷媒ポンプ入口圧力Ｐｐｍｐｉを差し引いて冷媒圧力差ΔＰ２［ＭＰａ］（＝Ｐｐｍｐｏ−Ｐｐｍｐｉ）を算出する。図６Ｂのステップ３２Ｂではこの冷媒圧力差ΔＰ２とスライスレベルＳ／Ｌ６［ＭＰａ］を比較する。上記のスライスレベルＳ／Ｌ６は予め設定しておく。

図６Ｃのステップ２９では、バイパス弁６６に閉指令を出す。これは、バイパス弁６６を閉じていない状態では、冷媒が膨張機３７をバイパスして流れるので、膨張機入口圧力Ｐｅｘｐｉと膨張機出口圧力Ｐｅｘｐｏとが同じ圧力になる。従って、膨張機入口圧力Ｐｅｘｐｉと膨張機出口圧力Ｐｅｘｐｏとの間に圧力差をつけるためにはバイパス弁６６を閉じる必要があるためである。

図６Ｃのステップ３０ではバイパス弁６６に閉指令を出してから一定時間が経過したか否かを見る。一定時間が経過していない場合にはそのまま今回の処理を終了する。図６Ｃのステップ３０で一定時間が経過したときには図６Ｃのステップ３１Ｃに進む。このようにバイパス弁６６に閉指令を出してから一定時間の経過後に図６Ｃのステップ３１Ｃに進ませるのは、バイパス弁６６に閉指令を出してから実際にバイパス弁６６が全閉状態となるまでに応答遅れがあるためである。

図６Ｃのステップ３１Ｃで膨張機入口圧力Ｐｅｘｐｉから膨張機出口圧力Ｐｅｘｐｏを差し引いて冷媒圧力差ΔＰ３［ＭＰａ］（＝Ｐｅｘｐｉ−Ｐｅｘｐｏ）を算出する。図６Ｃのステップ３２Ｃではこの冷媒圧力差ΔＰ３とスライスレベルＳ／Ｌ７［ＭＰａ］を比較する。上記のスライスレベルＳ／Ｌ７は予め設定しておく。

同様にして、図６Ｄのステップ３１Ｄで膨張機入口圧力Ｐｅｘｐｉから冷媒ポンプ入口圧力Ｐｐｍｐｉを差し引いて冷媒圧力差ΔＰ４［ＭＰａ］（＝Ｐｅｘｐｉ−Ｐｐｍｐｉ）を算出する。図６Ｄのステップ３２Ｄではこの冷媒圧力差ΔＰ４とスライスレベルＳ／Ｌ８［ＭＰａ］を比較する。上記のスライスレベルＳ／Ｌ８は予め設定しておく。

図６Ａのステップ３２Ａで冷媒圧力差ΔＰ１がスライスレベルＳ／Ｌ５以上であるとき、図６Ｂのステップ３２Ｂで冷媒圧力差ΔＰ２がスライスレベルＳ／Ｌ６以上であるときにはクラッチＯＮ固着が生じていると判断する。同様に、図６Ｃのステップ３２Ｃで冷媒圧力差ΔＰ３がスライスレベルＳ／Ｌ７以上であるとき、図６Ｄのステップ３２Ｄで冷媒圧力差ΔＰ４がスライスレベルＳ／Ｌ８以上であるときにはクラッチＯＮ固着が生じていると判断する。このときには図６Ａ，図６Ｂ，図６Ｃ，図６Ｄのステップ９に進んでクラッチＯＮ固着フラグ＝１とする。

一方、図６Ａのステップ３２Ａで冷媒圧力差ΔＰ１がスライスレベルＳ／Ｌ５未満であるとき、図６Ｂのステップ３２Ｂで冷媒圧力差ΔＰ２がスライスレベルＳ／Ｌ６未満であるときにはクラッチＯＮ固着が生じていないと判断する。同様に、図６Ｃのステップ３２Ｃで冷媒圧力差ΔＰ３がスライスレベルＳ／Ｌ７未満であるとき、図６Ｄのステップ３２Ｄで冷媒圧力差ΔＰ４がスライスレベルＳ／Ｌ８未満であるときにはクラッチＯＮ固着が生じていないと判断する。このときには図６Ａ，図６Ｂ，図６Ｃ，図６Ｄのステップ１０に進んでクラッチＯＮ固着フラグ＝０とする。

クラッチＯＮ固着が生じている場合には膨張機クラッチ３５にＯＮ信号を出力していない状態でも冷媒がランキンサイクル３１の冷媒通路を循環するため、熱交換器３６でエンジン出口の冷却水から熱が冷媒に奪われる。この熱交換器３６でエンジン出口の冷却水から熱が奪われる分だけ、ランキンサイクル３１の冷媒通路を流れる冷媒の圧力（冷媒ポンプ出口圧力Ｐｐｍｐｏ、膨張機入口圧力Ｐｅｘｐｉ、膨張機出口圧力Ｐｅｘｐｏ、冷媒ポンプ入口圧力Ｐｐｍｐｉ）が上昇する。または、ランキンサイクル３１の冷媒通路のうち同一の箇所でない二箇所を流れる冷媒の圧力の差圧力（ΔＰ１、ΔＰ２、ΔＰ３、ΔＰ４）が予め定めた所定値（Ｓ／Ｌ５、Ｓ／Ｌ６、Ｓ／Ｌ７、Ｓ／Ｌ８）以上に生じる。第２実施形態では、ランキンサイクル３１の冷媒通路を流れる冷媒の圧力がクラッチＯＮ固着が生じていない場合（電磁クラッチが締結状態で固着していない場合）より上昇するときに、エンジンからランキンサイクルへの熱交換が促進されると判定する。または、ランキンサイクル３１の冷媒通路のうち同一の箇所でない二箇所を流れる冷媒の圧力の差圧力が予め定めた所定値（Ｓ／Ｌ５、Ｓ／Ｌ６、Ｓ／Ｌ７、Ｓ／Ｌ８）以上に生じるときに、エンジン２からランキンサイクル３１への熱交換が促進されると判定する。この場合、ランキンサイクル３１の冷媒通路を流れる冷媒の冷媒圧力（Ｐｐｍｐｏ、Ｐｅｘｐｉ、Ｐｅｘｐｏ、Ｐｐｍｐｉ）は既設の冷媒圧力センサ７５，７２，７６，７３により検出している。つまり、第２実施形態によれば、既設の冷媒圧力センサ７５，７２，７６，７３により検出されるランキンサイクル３１の冷媒通路を流れる冷媒の圧力に基づいて、エンジン２からランキンサイクル３１への熱交換が促進されるか否かを判定することができる。これによって、コストアップを抑制できる。

クラッチＯＮ固着が生じていることに起因するとはいえ、ランキンサイクル３１の運転によって冷媒が冷媒通路を循環する場合に、冷媒の圧力は冷媒の温度と違って冷媒ポンプ３２があるため、冷媒ポンプ出口圧力Ｐｐｍｐｏが最も高くなる。つまり、冷媒ポンプ出口圧力Ｐｐｍｐｏが最も高く、その次に膨張機入口圧力Ｐｅｘｐｉが高くなる。一方、ランキンサイクル３１の運転によって冷媒が冷媒通路を循環する場合に、冷媒ポンプ入口圧力Ｐｐｍｐｉが最も低く、その次に膨張機出口圧力Ｐｅｘｐｏが低くなる。この場合に、冷媒の圧力に基づいてクラッチＯＮ固着が生じているか否かの判定を行うには、冷媒の圧力が高いほど判定精度がよくなる。また、２つの圧力の差圧力に基づいてクラッチＯＮ固着が生じているか否かの判定を行うには、差圧力が相対的に大きいほど判定精度がよくなる。第２実施形態では、冷媒の圧力は、冷媒通路の中で圧力が最も高くなる冷媒ポンプ出口圧力Ｐｐｍｐｏ、その次に高くなる膨張機入口圧力Ｐｅｘｐｉの少なくとも一つである。これによって、クラッチＯＮ固着が生じている（エンジンからランキンサイクルへの熱交換が促進される）か否かの判定を精度良く行うことができる。また、第２実施形態では、冷媒の圧力の差圧力は、圧力差が相対的に大きくなる、冷媒ポンプ出口圧力Ｐｐｍｐｏ、膨張機入口圧力Ｐｅｘｐｉのいずれか一方から膨張機出口圧力Ｐｅｘｐｏ、冷媒ポンプ入口圧力Ｐｐｍｐｉのいずれか一方を差し引いた値である。これによって、クラッチＯＮ固着が生じている（エンジンからランキンサイクルへの熱交換が促進される）か否かの判定を精度良く行うことができる。

第２実施形態では、冷媒圧力として、冷媒通路のうちの４つ特定位置の圧力を挙げたが、これに限られるものでなく、冷媒通路のうちの任意の位置の圧力でかまわない。

（第３実施形態）
冷間始動前にクラッチＯＮ固着が生じている場合や冷間始動後にクラッチＯＮ固着が生じた場合にはエンジン暖機中に膨張機クラッチ３５にＯＮ信号を出力していない状態でも冷媒がランキンサイクル３１の冷媒通路を循環する。このため、熱交換器３６でエンジン出口の冷却水から熱が冷媒に奪われる。この熱交換器３６でエンジン出口の冷却水から熱が奪われる分だけ、ランキンサイクル３１の冷媒通路を流れる冷媒の温度が上昇する。または、ランキンサイクル３１の冷媒通路のうち同一の箇所でない二箇所を流れる冷媒の温度の差温度が予め定めた所定値以上に生じる。つまり、熱交換器３６で熱を受けると冷媒は圧力が上昇するだけでなく、冷媒の温度も上昇するので、冷媒の温度も冷媒の圧力と同等に扱うことができる。こうしたランキンサイクル３１の冷媒通路を流れる冷媒温度の上昇は、ランキンサイクル３１の冷媒通路に既設の冷媒温度センサにより検出し得る。このため、既設の冷媒温度センサにより検出される冷媒温度に基づけば、エンジン２からランキンサイクル３１への熱交換が促進されるか否かを判定することができる。以下、詳述する。

図３４は第３実施形態のランキンサイクルのシステム全体を表した概略構成図である。第１実施形態の図１と同一部分には同一の符号を付している。

第１実施形態では、熱交換器出口温度、冷媒ポンプ入口温度をそれぞれ検出する冷媒温度センサ８２，８１が既設である場合で説明した。一方、第３実施形態では、冷媒温度として、冷媒ポンプ出口温度Ｔｐｍｐｏ、膨張機入口温度Ｔｅｘｐｉ、膨張機出口温度Ｔｅｘｐｏ、冷媒ポンプ入口温度Ｔｐｍｐｉを検出する４つの温度センサ８３，８２，８４，８１が既設であるとする。ここで、第１実施形態の冷媒温度センサ８２は、熱交換器出口温度を検出するものであったが、第３実施形態では、熱交換器出口温度は膨張機入口温度にほぼ等しいとして冷媒温度センサ８２は膨張機入口温度を検出するものとする。

図７は第３実施形態のタイミングチャートである。すなわち、図７最上段の左方には始動前にクラッチＯＮ固着が生じており、ｔ１のタイミングで冷間始動を行ったときのランキンサイクル３１を構成する冷媒通路の特定位置の冷媒温度の変化を示している。ここで、ランキンサイクル３１を構成する冷媒通路の特定位置の冷媒温度としては、膨張機入口温度Ｔｅｘｐｉ、冷媒ポンプ出口温度Ｔｐｍｐｏ、膨張機出口温度Ｔｅｘｐｏ、冷媒ポンプ入口温度Ｔｐｍｐｉの４つを採用する。図７最上段の左方において膨張機入口温度Ｔｅｘｐｉを実線で、冷媒ポンプ出口温度Ｔｐｍｐｏを破線で、膨張機出口温度Ｔｅｘｐｏを一点鎖線で、冷媒ポンプ入口温度Ｔｐｍｐｉを二点鎖線で示している。なお、膨張機入口温度Ｔｅｘｐｉはパイバス弁６６を全閉状態としているときの変化を示している。

エンジン冷間時にクラッチＯＮ固着が生じていない場合には、いずれの冷媒温度Ｔｅｘｐｉ、Ｔｐｍｐｏ、Ｔｅｘｐｏ、Ｔｐｍｐｉもほぼ一定値（例えば外気の空気温度）で変化しない。一方、始動前にクラッチＯＮ固着が生じている場合にはエンジン冷間始動後にいずれの冷媒温度Ｔｅｘｐｉ、Ｔｐｍｐｏ、Ｔｅｘｐｏ、Ｔｐｍｐｉも一定値を離れて上昇する。この場合、温度の上昇の程度は２つに分かれ、膨張機入口温度Ｔｅｘｐｉ及び冷媒ポンプ出口温度Ｔｐｍｐｏの上昇の程度のほうが、膨張機出口温度Ｔｅｘｐｏ及び冷媒ポンプ入口温度Ｔｐｍｐｉの上昇の程度より大きくなっている。

このため、予めスライスベルＳ／ＬＴ１、Ｓ／ＬＴ２、Ｓ／ＬＴ３、Ｓ／ＬＴ４を図示のように定めておく。そして、膨張機入口温度ＴｅｘｐｉがスライスベルＳ／ＬＴ１に到達するｔ２１のタイミングでクラッチＯＮ固着が生じていると判断し、図７第２段目に実線で示したようにクラッチＯＮ固着フラグをゼロから１に切換える。また、冷媒ポンプ出口温度ＴｐｍｐｏがスライスベルＳ／ＬＴ２に到達するｔ２１のタイミングでクラッチＯＮ固着が生じていると判断し、図７第２段目に実線で示したようにクラッチＯＮ固着フラグをゼロから１に切換える。また、膨張機出口温度ＴｅｘｐｏがスライスベルＳ／ＬＴ３に到達するｔ２１のタイミングでクラッチＯＮ固着が生じていると判断し、図７第２段目に実線で示したようにクラッチＯＮ固着フラグをゼロから１に切換える。また、冷媒ポンプ入口温度ＴｐｍｐｉがスライスベルＳ／ＬＴ４に到達するｔ２１のタイミングでクラッチＯＮ固着が生じていると判断し、図７第２段目に実線で示したようにクラッチＯＮ固着フラグをゼロから１に切換える。ここまでは、４つある冷媒温度Ｔｅｘｐｉ、Ｔｐｍｐｏ、Ｔｅｘｐｏ、Ｔｐｍｐｉを同等に扱ったが、冷媒の温度に基づいてクラッチＯＮ固着が生じているか否かの判定を行うには、冷媒の温度が高いほど判定精度がよくなる。この意味では、４つある冷媒温度Ｔｅｘｐｉ、Ｔｐｍｐｏ、Ｔｅｘｐｏ、Ｔｐｍｐｉのうちで温度が相対的に高い２つの冷媒温度Ｔｅｘｐｉ、Ｔｐｍｐｏを採用することが好ましい。

なお、図７では、始動前にクラッチＯＮ固着が生じている場合に、４つの冷媒温度とも同じｔ２１のタイミングでクラッチＯＮ固着フラグがゼロから１に切換わる場合で示してあるが、この場合に限られない。例えば、４つの各冷媒温度Ｔｅｘｐｉ、Ｔｐｍｐｏ、Ｔｅｘｐｏ、ＴｐｍｐｉでクラッチＯＮ固着フラグがゼロから１に切換わるタイミングが相違するように４つの各スライスレベルＳ／ＬＴ１、Ｓ／ＬＴ２、Ｓ／ＬＴ３、Ｓ／ＬＴ４を設定してもかまわない。

図７最上段の右方にはｔ１のタイミングで冷間始動を行った後の暖機途中のｔ２のタイミングでクラッチＯＮ固着が生じた場合の上記４つのＴｅｘｐｉ、冷媒温度Ｔｐｍｐｏ、Ｔｅｘｐｏ、Ｔｐｍｐｉの変化を重ねて示している。この場合にも、膨張機入口温度ＴｅｘｐｉがスライスベルＳ／ＬＴ１に到達するｔ２２のタイミングでクラッチＯＮ固着が生じていると判断し、図７第３段目に一点鎖線で示したようにクラッチＯＮ固着フラグをゼロから１に切換える。また、冷媒ポンプ出口温度ＴｐｍｐｏがスライスベルＳ／ＬＴ２に到達するｔ２２のタイミングでクラッチＯＮ固着が生じていると判断し、図７第３段目に一点鎖線で示したようにクラッチＯＮ固着フラグをゼロから１に切換える。また、膨張機出口温度ＴｅｘｐｏがスライスベルＳ／ＬＴ３に到達するｔ２２のタイミングでクラッチＯＮ固着が生じていると判断し、図７第３段目に一点鎖線で示したようにクラッチＯＮ固着フラグをゼロから１に切換える。また、冷媒ポンプ入口温度ＴｐｍｐｉがスライスベルＳ／ＬＴ４に到達するｔ２２のタイミングでクラッチＯＮ固着が生じていると判断し、図７第３段目に一点鎖線で示したようにクラッチＯＮ固着フラグをゼロから１に切換える。

なお、図７は、暖機途中でクラッチＯＮ固着が生じている場合に、４つの冷媒温度とも同じｔ２２のタイミングでクラッチＯＮ固着フラグがゼロから１に切換わる場合で示してあるが、この場合に限られない。例えば、４つの各冷媒温度Ｔｅｘｐｉ、Ｔｐｍｐｏ、Ｔｅｘｐｏ、ＴｐｍｐｉでクラッチＯＮ固着フラグがゼロから１に切換わるタイミングが相違するように４つの各スライスレベルＳ／ＬＴ１、Ｓ／ＬＴ２、Ｓ／ＬＴ３、Ｓ／ＬＴ４を設定してもかまわない。

図８Ａ，図８Ｂ，図８Ｃ，図８Ｄのフローは第３実施形態のクラッチＯＮ固着診断を行うためのもので、一定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に実行する。ここで、図８Ａは冷媒ポンプ出口温度から、図８Ｂは膨張機入口温度から冷間始動前にクラッチＯＮ固着が生じているか否か及び冷間始動後のエンジン暖機中にクラッチＯＮ固着が生じたか否かを診断するものである。同様に、図８Ｃは膨張機出口温度から、図８Ｄは冷媒ポンプ入口温度から冷間始動前にクラッチＯＮ固着が生じているか否か及び冷間始動後のエンジン暖機中にクラッチＯＮ固着が生じたか否かを診断するものである。第２実施形態の図５Ａ，図５Ｂ，図５Ｃ，図５Ｄのフローと同一の部分には同一の符号を付している。

第２実施形態の図５Ａ，図５Ｂ，図５Ｃ，図５Ｄのフローと相違する部分を主に説明すると、図８Ａのステップ４１Ａで冷媒ポンプ出口温度Ｔｐｍｐｏ［ＭＰａ］とスライスレベルＳ／ＬＴ２［ＭＰａ］を比較する。上記の冷媒ポンプ出口温度Ｔｐｍｐｏは既設の冷媒温度センサ８３（図３４参照）により検出する。上記のスライスレベルＳ／ＬＴ２は予め設定しておく。

図８Ｂのステップ１９では、バイパス弁６６に閉指令を出す。これは、バイパス弁６６を閉じていない状態では、冷媒が膨張機３７をバイパスして流れるので、膨張機入口圧力Ｐｅｘｐｉと膨張機出口圧力Ｐｅｘｐｏとが同じ圧力になる。従って、膨張機入口圧力Ｐｅｘｐｉと膨張機出口圧力Ｐｅｘｐｏとの間に圧力差をつけるためにはバイパス弁６６を閉じる必要があるためである。

図８Ｂのステップ２０ではバイパス弁６６に閉指令を出してから一定時間が経過したか否かを見る。一定時間が経過していない場合にはそのまま今回の処理を終了する。図８Ｂのステップ２０で一定時間が経過したときには図８Ｂのステップ４１Ｂに進む。このようにバイパス弁６６に閉指令を出してから一定時間の経過後にステップ２１Ｂに進ませるのは、バイパス弁６６に閉指令を出してから実際にバイパス弁６６が全閉状態となるまでに応答遅れがあるためである。

図８Ｂのステップ４１Ｂでは膨張機入口温度Ｔｅｘｐｉ［℃］とスライスレベルＳ／ＬＴ１［℃］を比較する。上記の膨張機入口温度Ｔｅｘｐｉは熱交換器出口温度Ｔｈｅｏに等しいとみなし、既設の温度センサ８２により検出される熱交換器出口温度をそのまま膨張機入口温度Ｔｅｘｐｉとして採用する。上記のスライスレベルＳ／ＬＴ１は予め設定しておく。

同様に、図８Ｃのステップ４１Ｃでは膨張機出口温度Ｐｅｘｐｏ［℃］とスライスレベルＳ／ＬＴ３［℃］を比較する。図８Ｄのステップ４１Ｄでは冷媒ポンプ入口温度Ｔｐｍｐｉ［℃］とスライスレベルＳ／ＬＴ４［℃］を比較する。上記の膨張機出口温度Ｔｅｘｐｏは既設の冷媒温度センサ８４（図３４参照）により検出する。上記の冷媒ポンプ入口温度Ｔｐｍｐｉは既設の冷媒温度センサ８１（図３４参照）により検出する。上記２つの各スライスレベルＳ／ＬＴ３、Ｓ／ＬＴ４は予め設定しておく。

図８Ａのステップ４１ＡでＴｅｘｐｉがＳ／ＬＴ２以上となったとき、図８Ｂのステップ４１ＢでＴｐｍｐｏがＳ／ＬＴ１以上となったときにはクラッチＯＮ固着が生じていると判断する。同様に、図８Ｃのステップ４１ＣでＴｅｘｐｏがＳ／ＬＴ３以上となったとき、図８Ｄのステップ４１ＤでＴｐｍｐｉがＳ／ＬＴ４以上となったときにはクラッチＯＮ固着が生じていると判断する。このときには図８Ａ，図８Ｂ，図８Ｃ，図８Ｄのステップ９に進んでクラッチＯＮ固着フラグ＝１とする。

一方、図８Ａのステップ４１ＡでＴｅｘｐｉがＳ／ＬＴ２未満であるとき、図８Ｂのステップ４１ＢでＴｐｍｐｏがＳ／ＬＴ１未満であるときにはクラッチＯＮ固着が生じていないと判断する。同様に、図８Ｃのステップ４１ＣでＴｅｘｐｏがＳ／ＬＴ３未満であるとき、図８Ｄのステップ４１ＤでＴｐｍｐｉがＳ／ＬＴ４未満であるときにはクラッチＯＮ固着が生じていないと判断する。このときには図８Ａ，図８Ｂ，図８Ｃ，図８Ｄのステップ１０に進んでクラッチＯＮ固着フラグ＝０とする。

第３実施形態では、４つの各冷媒温度とこれに対応するスライスレベルの比較により、クラッチＯＮ固着が生じているか否かを診断したが、この場合に限られるものでない。例えば、冷媒温度差に基づいてクラッチＯＮ固着が生じているか否かを診断するようにしてもかまわない。

図９Ａ，図９Ｂ，図９Ｃ，図９Ｄのフローは第３実施形態の他の態様のクラッチＯＮ固着診断を行うためのもので、一定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に実行する。ここで、図９Ａは冷媒ポンプ出口温度から膨張機出口温度を差し引いた温度差から冷間始動前にクラッチＯＮ固着が生じているか否か及び冷間始動後のエンジン暖機中にクラッチＯＮ固着が生じたか否かを診断するものである。また、図９Ｂは冷媒ポンプ出口温度から冷媒ポンプ入口温度を差し引いた温度差から冷間始動前にクラッチＯＮ固着が生じているか否か及び冷間始動後のエンジン暖機中にクラッチＯＮ固着が生じたか否かを診断するものである。同様に、図９Ｃは膨張機入口温度から膨張機出口温度を差し引いた温度差から冷間始動前にクラッチＯＮ固着が生じているか否か及び冷間始動後のエンジン暖機中にクラッチＯＮ固着が生じたか否かを診断するものである。また、図９Ｄは膨張機入口温度から冷媒ポンプ入口温度を差し引いた温度差から冷間始動前にクラッチＯＮ固着が生じているか否か及び冷間始動後のエンジン暖機中にクラッチＯＮ固着が生じたか否かを診断するものである。図８Ａ，図８Ｂ，図８Ｃ，図８Ｄのフローと同一部分には同一の符号を付している。

図８Ａ，図８Ｂ，図８Ｃ，図８Ｄのフローと相違する部分を主に説明すると、図９Ａのステップ５１Ａで冷媒ポンプ出口温度Ｔｐｍｐｏから膨張機出口温度Ｔｅｘｐｏを差し引いて冷媒温度差ΔＴ１［℃］（＝Ｔｐｍｐｏ−Ｔｅｘｐｏ）を算出する。図９Ａのステップ５２Ａではこの冷媒温度差ΔＴ１とスライスレベルＳ／ＬＴ５［℃］を比較する。上記のスライスレベルＳ／ＬＴ５は予め設定しておく。

同様にして、図９Ｂのステップ５１Ｂで冷媒ポンプ出口温度Ｔｐｍｐｏから冷媒ポンプ入口温度Ｔｐｍｐｉを差し引いて冷媒温度差ΔＴ２［℃］（＝Ｔｐｍｐｏ−Ｔｐｍｐｉ）を算出する。図９Ｂのステップ５２Ｂではこの冷媒温度差ΔＴ２とスライスレベルＳ／ＬＴ６［℃］を比較する。上記のスライスレベルＳ／ＬＴ６は予め設定しておく。

図９Ｃのステップ２９では、バイパス弁６６に閉指令を出す。これは、バイパス弁６６を閉じていない状態では、冷媒が膨張機３７をバイパスして流れるので、膨張機入口圧力Ｐｅｘｐｉと膨張機出口圧力Ｐｅｘｐｏとが同じ圧力になる。従って、膨張機入口圧力Ｐｅｘｐｉと膨張機出口圧力Ｐｅｘｐｏとの間に圧力差をつけるためにはバイパス弁６６を閉じる必要があるためである。

図９Ｃのステップ３０ではバイパス弁６６に閉指令を出してから一定時間が経過したか否かを見る。一定時間が経過していない場合にはそのまま今回の処理を終了する。図９Ｃのステップ３０で一定時間が経過したときには図９Ｃのステップ５１Ｃに進む。このようにバイパス弁６６に閉指令を出してから一定時間の経過後に図９Ｃのステップ５１Ｃに進ませるのは、バイパス弁６６に閉指令を出してから実際にバイパス弁６６が全閉状態となるまでに応答遅れがあるためである。

図９Ｃのステップ５１Ｃで膨張機入口温度Ｔｅｘｐｉから膨張機出口温度Ｔｅｘｐｏを差し引いて冷媒温度差ΔＴ３［℃］（＝Ｔｅｘｐｉ−Ｔｅｘｐｏ）を算出する。図９Ｃのステップ５２Ｃではこの冷媒温度差ΔＴ３とスライスレベルＳ／ＬＴ７［℃］を比較する。上記のスライスレベルＳ／ＬＴ７は予め設定しておく。

同様にして、図９Ｄのステップ５１Ｄで膨張機入口温度Ｔｅｘｐｉから冷媒ポンプ入口温度Ｔｐｍｐｉを差し引いて冷媒温度差ΔＴ４［℃］（＝Ｔｅｘｐｉ−Ｔｐｍｐｉ）を算出する。図９Ｄのステップ５２Ｄではこの冷媒温度差ΔＴ４とスライスレベルＳ／ＬＴ８［℃］を比較する。上記のスライスレベルＳ／ＬＴ８は予め設定しておく。

図９Ａのステップ５２Ａで冷媒温度差ΔＴ１がスライスレベルＳ／ＬＴ５以上であるとき、図９Ｂのステップ５２Ｂで冷媒温度差ΔＴ２がスライスレベルＳ／ＬＴ６以上であるときにはクラッチＯＮ固着が生じていると判断する。同様に、図９Ｃのステップ５２Ｃで冷媒温度差ΔＴ３がスライスレベルＳ／ＬＴ７以上であるとき、図９Ｄのステップ５２Ｄで冷媒温度差ΔＴ４がスライスレベルＳ／ＬＴ８以上であるときにはクラッチＯＮ固着が生じていると判断する。このときには図９Ａ，図９Ｂ，図９Ｃ，図９Ｄのステップ９に進んでクラッチＯＮ固着フラグ＝１とする。

一方、図９Ａのステップ５２Ａで冷媒温度差ΔＴ１がスライスレベルＳ／ＬＴ５未満であるとき、図９Ｂのステップ５２Ｂで冷媒温度差ΔＴ２がスライスレベルＳ／ＬＴ６未満であるときにはクラッチＯＮ固着が生じていないと判断する。同様に、図９Ｃのステップ５２Ｃで冷媒温度差ΔＴ３がスライスレベルＳ／ＬＴ７未満であるとき、図９Ｄのステップ５２Ｄで冷媒圧力差ΔＴ４がスライスレベルＳ／ＬＴ８未満であるときにはクラッチＯＮ固着が生じていないと判断する。このときには図９Ａ，図９Ｂ，図９Ｃ，図９Ｄのステップ１０に進んでクラッチＯＮ固着フラグ＝０とする。

クラッチＯＮ固着が生じている場合には膨張機クラッチ３５にＯＮ信号を出力していない状態でも冷媒がランキンサイクル３１の冷媒通路を循環するため、熱交換器３６でエンジン出口の冷却水から熱が冷媒に奪われる。この熱交換器３６でエンジン出口の冷却水から熱が奪われる分だけ、ランキンサイクル３１の冷媒通路を流れる冷媒の温度（冷媒ポンプ出口温度Ｔｐｍｐｏ、膨張機入口温度Ｔｅｘｐｉ、膨張機出口温度Ｔｅｘｐｏ、冷媒ポンプ入口温度Ｔｐｍｐｉ）が上昇する。または、ランキンサイクル３１の冷媒通路のうち同一の箇所でない二箇所を流れる冷媒の温度の差温度（ΔＴ１、ΔＴ２、ΔＴ３、ΔＴ４）が予め定めた所定値（Ｓ／ＬＴ５、Ｓ／ＬＴ６、Ｓ／ＬＴ７、Ｓ／ＬＴ８）以上に生じる。第３実施形態では、ランキンサイクル３１の冷媒通路を流れる冷媒の温度がクラッチＯＮ固着が生じていない場合（電磁クラッチが締結状態で固着していない場合）より上昇するときに、エンジンからランキンサイクルへの熱交換が促進されると判定する。または、ランキンサイクル３１の冷媒通路のうち同一の箇所でない二箇所を流れる冷媒の温度の差温度が予め定めた所定値（Ｓ／ＬＴ５〜Ｓ／ＬＴ８）以上に生じるときに、エンジン２からランキンサイクル３１への熱交換が促進されると判定する。この場合、ランキンサイクル３１の冷媒通路を流れる冷媒の温度（Ｔｐｍｐｏ、Ｔｅｘｐｉ、Ｔｅｘｐｏ、Ｔｐｍｐｉ）は既設の冷媒温度センサ８３，８２，８４，８１により検出している。つまり、第３実施形態によれば、既設の冷媒温度センサ８３，８２，８４，８１により検出されるランキンサイクル３１の冷媒通路を流れる冷媒の温度に基づいて、エンジン２からランキンサイクル３１への熱交換が促進されるか否かを判定することができる。
これによって、コストアップを抑制できる。

クラッチＯＮ固着が生じていることに起因するとはいえ、ランキンサイクル３１の運転によって冷媒が冷媒通路を循環する場合に、膨張機入口温度Ｔｅｘｐｉが最も高く、その次に冷媒ポンプ出口温度Ｔｐｍｐｏが高くなる。一方、ランキンサイクル３１の運転によって冷媒が冷媒通路を循環する場合に、冷媒ポンプ入口温度Ｔｐｍｐｉが最も低く、その次に膨張機出口温度Ｔｅｘｐｏが低くなる。この場合に、冷媒の温度に基づいてクラッチＯＮ固着が生じているか否かの判定を行うには、冷媒の温度が高いほど判定精度がよくなる。また、２つの温度の差温度に基づいてクラッチＯＮ固着が生じているか否かの判定を行うには、差温度が相対的に大きいほど判定精度がよくなる。第３実施形態では、冷媒の温度は、冷媒通路の中で温度が最も高くなる膨張機入口温度Ｔｅｘｐｉ、その次に高くなる冷媒ポンプ出口温度Ｔｐｍｐｏの少なくとも一つである。これによって、クラッチＯＮ固着が生じている（エンジンからランキンサイクルへの熱交換が促進される）か否かの判定を精度良く行うことができる。また、第３実施形態では、冷媒の温度の差温度は、温度差が相対的に大きくなる、膨張機入口温度Ｔｅｘｐｉ、冷媒ポンプ出口温度Ｔｐｍｐｏのいずれか一方から膨張機出口温度Ｔｅｘｐｏ、前記冷媒ポンプ入口温度Ｔｐｍｐｉのいずれか一方を差し引いた値である。これによって、クラッチＯＮ固着が生じている（エンジンからランキンサイクルへの熱交換が促進される）か否かの判定を精度良く行うことができる。

第３実施形態では、冷媒温度として、冷媒通路のうちの４つ特定位置の温度を挙げたが、これに限られるものでなく、冷媒通路のうちの任意の位置の温度でかまわない。

（第４実施形態）
図１０は図１からラジエータファン１２，ラジエータ１１，凝縮器３８，凝縮器５３を取り出して示した第４実施形態のエンジン２の一部の縦断面図である。図１０に示したように、車両前方よりラジエータファン１２，ラジエータ１１，凝縮器３８，凝縮器５３の順に並んでいる。このため、車両１が走行するときには、走行風が凝縮器３８を通過するので、凝縮器３８を通過する走行風が凝縮器３８を流れる冷媒から熱を奪う。凝縮器３８を冷却するに際して走行風による冷却だけでは足りないときには、ラジエータファン１２を回すことによって凝縮器３８を通過する風量を増やし、これよって凝縮器３８を流れる冷媒から奪う熱量を増やす。

なお、第４実施形態では、凝縮器３８の故障診断のため、凝縮器３８のすぐ下流に温度センサ８５が既設であるとする。ランキンサイクル３１の運転域で凝縮器３８を流れる冷媒から外気に熱が放出されているときには、凝縮器３８の直ぐ下流の空気温度（この温度を以下「凝縮器下流空気温度」という。）が外気の空気温度より上昇する。このため、凝縮器下流空気温度と外気の空気温度との差温度を算出し、この差温度が所定のスライスレベル以上あれば凝縮器３８に故障はないと、また差温度が所定のスライスレベル未満であれば凝縮器３８に故障があると診断するのである。

さて、冷間始動前にクラッチＯＮ固着が生じている場合や冷間始動後にクラッチＯＮ固着が生じた場合にはエンジン暖機中に膨張機クラッチ３５にＯＮ信号を出力していない状態でも冷媒がランキンサイクル３１の冷媒通路を循環する。このため、熱交換器３６でエンジン出口の冷却水から熱が冷媒に奪われる。この熱交換器３６で冷媒に奪われた熱は凝縮器３８に運ばれ、凝縮器３８を流れる冷媒から外気に放出される。こうした凝縮器３８を流れる冷媒から外気への熱の放出は既設の温度センサ８５により検出し得るので、既設の温度センサ８５により検出される凝縮器下流空気温度に基づけば、エンジンからランキンサイクルへの熱交換が促進されるか否かを判定することができる。
以下、詳述する。

図１１は第４実施形態のタイミングチャートである。すなわち、図１１最上段の左方には始動前にクラッチＯＮ固着が生じており、ｔ１のタイミングで冷間始動を行ったときの凝縮器下流空気温度Ｔｃｎｄａ［℃］と外気の空気温度Ｔａ［℃］との差温度［℃］の変化を実線で示している。

エンジン冷間時にクラッチＯＮ固着が生じていない場合には、図１１最上段に破線で示したように凝縮器下流空気温度Ｔｃｎｄａと外気の空気温度Ｔａとの差温度はゼロで変化しない。一方、始動前にクラッチＯＮ固着が生じている場合にはエンジン冷間始動後に凝縮器下流空気温度Ｔｃｎｄａと外気の空気温度Ｔａとの差温度がゼロを離れて上昇する。このため、予めスライスベルＳ／Ｌ１１を図示のように定めておく。そして、凝縮器下流空気温度Ｔｃｎｄａと外気の空気温度Ｔａとの差温度がスライスベルＳ／Ｌ１１に到達するｔ３１のタイミングで、クラッチＯＮ固着が生じていると判断し、図１１第２段目に実線で示したようにクラッチＯＮ固着フラグをゼロから１に切換える。

図１１最上段の右方にはｔ１のタイミングで冷間始動を行った後の暖機途中のｔ２のタイミングでクラッチＯＮ固着が生じた場合の凝縮器下流空気温度Ｔｃｎｄａと外気の空気温度Ｔａとの差温度の変化を一点鎖線で重ねて示している。この場合にも、凝縮器下流空気温度Ｔｃｎｄａと外気の空気温度Ｔａとの差温度がスライスベルＳ／Ｌ１１に到達するｔ３２のタイミングで、クラッチＯＮ固着が生じていると判断する。そして、図１１第３段目に一点鎖線で示したようにクラッチＯＮ固着フラグをゼロから１に切換える。

図１２のフローは第４実施形態のクラッチＯＮ固着診断を行うためのもので、一定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に実行する。第１実施形態の図３のフローと同一の部分には同一の符号を付している。

第１実施形態の図３のフローと相違する部分を主に説明すると、図１２のステップ６１で凝縮器下流空気温度Ｔｃｎｄａ［℃］から外気の空気温度Ｔａ［℃］を差し引いて差温度ΔＴｃｎｄ［℃］（＝Ｔｃｎｄａ−Ｔａ）を算出する。ここで、凝縮器下流空気温度Ｔｃｎｄａは凝縮器５３の下流位置に既設の空気温度センサ８５（図１０参照）により検出する。温度センサ８５は、凝縮器３８と凝縮器５３の間に設けてあってもかまわない。外気の空気温度Ｔａは、エンジン２のエアフローメータに付属させて設けている外気の空気温度センサ８６（図１０参照）により検出する。

図１２のステップ６２ではこのようにして算出した差温度ΔＴｃｎｄとスライスレベルＳ／Ｌ１１［℃］を比較する。ここで、スライスレベルＳ／Ｌ１１はクラッチＯＮ固着が生じているか否かを判定するための値で、予め設定しておく。

差温度ΔＴｃｎｄがスライスレベルＳ／Ｌ１１以上となったときにはクラッチＯＮ固着が生じていると判断し、図１２のステップ９に進んでクラッチＯＮ固着フラグ＝１とする。

一方、図１２のステップ６２で差温度ΔＴｃｎｄがスライスレベルＳ／Ｌ１１未満であるときにはクラッチＯＮ固着が生じていないと判断し、図１２のステップ１０に進んでクラッチＯＮ固着フラグ＝０とする。

冷間始動前にクラッチＯＮ固着が生じている場合や冷間始動後にクラッチＯＮ固着が生じた場合にはエンジン暖機中に膨張機クラッチ３５にＯＮ信号を出力していない状態でも冷媒がランキンサイクル３１の冷媒通路を循環するため、熱交換器３６でエンジン出口の冷却水から熱が冷媒に奪われる。この熱交換器３６で冷媒に奪われた熱は凝縮器３８に運ばれ、凝縮器３８を流れる冷媒から外気に放出されるため、凝縮器下流空気温度（凝縮器下流の空気温度）が上昇する。第４実施形態では、凝縮器下流空気温度がクラッチＯＮ固着が生じていない場合（電磁クラッチが締結状態で固着していない場合）より上昇するときに、エンジン１からランキンサイクル３１への熱交換が促進されると判定する。この場合、凝縮器下流空気温度は既設の温度センサ８５により検出している。つまり、第４実施形態によれば、既設の温度センサ８５により検出される凝縮器下流空気温度に基づいて、エンジン２からランキンサイクル３１への熱交換が促進されるか否かを判定することができるので、コストアップを抑制できる。

（第５実施形態）
冷間始動前にクラッチＯＮ固着が生じている場合や冷間始動後にクラッチＯＮ固着が生じた場合にはエンジン暖機中に膨張機クラッチ３５にＯＮ信号を出力していない状態でも冷媒がランキンサイクル３１の冷媒通路を循環する。このため、熱交換器３６でエンジン出口の冷却水から熱が冷媒に奪われる。この熱交換器３６で冷媒に奪われた熱は凝縮器３８に運ばれ、凝縮器３８を流れる冷媒から外気に放出される。この凝縮器３８で放熱された後の冷媒は再び冷媒通路を循環する。このため、バイパス弁６６を全開状態から全閉状態へと切換えたときには、膨張機３７の前後圧力差が生じる。こうした膨張機３７の前後圧力差は、既設の冷媒圧力センサ７２により検出し得るので、既設の冷媒圧力センサ７２により検出される膨張機３７の前後圧力差に基づけば、エンジン２からランキンサイクル３１への熱交換が促進されるか否かを判定することができる。
以下、詳述する。

図１３は第５実施形態のタイミングチャートである。すなわち、図１３最上段には始動前にクラッチＯＮ固着が生じており、ｔ１のタイミングで冷間始動を行った後、エンジン暖機中のｔ４１のタイミングでバイパス弁６６を一時的に全閉位置に切換えたときの膨張機入口圧力Ｐｅｘｐｉの変化を示している。

エンジン冷間時にクラッチＯＮ固着が生じていない場合には、図１３最上段に破線で示したようにｔ４１からｔ４３までの間（一定時間Δｔ）でバイパス弁６６を全閉位置に切換えても、膨張機入口圧力Ｐｅｘｐｉはほぼゼロで変化しない。一方、始動前にクラッチＯＮ固着が生じている場合には、エンジン冷間始動後に図１３第２段目に示したようにバイパス弁６６をｔ４１からｔ４３までの間で全閉位置に切換えると、膨張機入口圧力Ｐｅｘｐｉがゼロを離れて所定圧力まで一時的に上昇する。このため、予めスライスベルＳ／Ｌ２１をゼロと上記の所定圧力との間に定めておく。そして、膨張機入口圧力ＰｅｘｐｉがスライスベルＳ／Ｌ２１に到達するｔ４２のタイミングで、クラッチＯＮ固着が生じていると判断し、図１３第３段目に示したようにクラッチＯＮ固着フラグをゼロから１に切換える。

図１３第４段目にはｔ１のタイミングで冷間始動を行った後の暖機途中のｔ２のタイミングでクラッチＯＮ固着が生じた場合にｔ４４からｔ４６までの間（一定時間Δｔ）でバイパス弁６６を全閉位置に切換えたときの膨張機入口圧力Ｐｅｘｐｉの変化を一点鎖線で示している。この場合にも、膨張機入口圧力ＰｅｘｐｉがスライスベルＳ／Ｌ２１に到達するｔ４５のタイミングで、膨張機クラッチ３５にクラッチＯＮ固着が生じていると判断し、図１３第６段目に示したようにクラッチＯＮ固着フラグをゼロから１に切換える。

図１４Ａ，図１４Ｂのフローは第５実施形態のクラッチＯＮ固着診断を行うためのもので、一定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に実行する。第１実施形態の図３のフローと同一の部分には同一の符号を付している。

第５実施形態では、膨張機３７の前後圧力差を算出するため、バイパス弁６６が全開状態にあるときの膨張機入口圧力と、バイパス弁６６が全閉状態にあるときの膨張機入口圧力とを取得する必要がある。このため、バイパス弁６６が全開状態にあるときの膨張機入口圧力を第１圧力Ｐ１、バイパス弁６６が全閉状態にあるときの膨張機入口圧力を第２圧力Ｐ２として取り込む。

第１実施形態の図３のフローと相違する部分を主に説明すると、図１４Ｂのステップ７１で第１圧力Ｐ１を取得済みであるか否かをＰ１取得済みフラグより判断する。ここでは、Ｐ１取得済みフラグ＝０つまり第１圧力Ｐ１を取得済みでないと判断して図１４Ｂのステップ７２，７３に進む。

図１４Ｂのステップ７２では、冷媒圧力センサ７２により検出される熱交換器出口圧力［ＭＰａ］を膨張機入口圧力Ｐｅｘｐｉとして第１圧力Ｐ１［ＭＰａ］に移す。このとき、バイパス弁６６は全開状態にあるので、第１圧力Ｐ１はバイパス弁６６が全開状態にあるときの膨張機入口圧力Ｐｅｘｐｉとなる。これで第１圧力Ｐ１を取得したので、図１４Ｂのステップ７３ではＰ１取得済みフラグ＝１とする。

図１４Ｂのステップ７３でＰ１取得済みフラグ＝１としたことにより、次回以降は図１４Ｂのステップ７１よりステップ７４に進む。図１４Ｂのステップ７４では第２圧力Ｐ２を取得済みであるか否かをＰ２取得済みフラグより判断する。ここでは、Ｐ２取得済みフラグ＝０つまり第２圧力Ｐ２を取得済みでないと判断して図１４Ｂのステップ７５に進む。

図１４Ｂのステップ７５では、バイパス弁６６に閉指令を出す。これによって、バイパス弁６６が全開状態から全閉状態に切換えられる。バイパス弁６６が全閉状態に切換えられると、クラッチＯＮ固着が生じている場合には膨張機３７が通路抵抗となって膨張機入口圧力Ｐｅｘｐｉが上昇する。

図１４Ｂのステップ７６では、バイパス弁６６に閉指令を出してから一定時間が経過したか否かをみる。これは、バイパス弁６６に閉指令を出してからバイパス弁６６が全閉状態に切換えられ膨張機入口圧力Ｐｅｘｐｉが上昇するまでに応答遅れがあるので、この応答遅れが経過したか否かをみるためである。バイパス弁６６に閉指令を出してから一定時間が経過していないときには、まだ膨張機入口圧力Ｐｅｘｐｉが上昇していないと判断し、そのまま今回の処理を終了する。

バイパス弁６６に閉指令を出してから一定時間が経過するまでは、そのまま今回の処理を終了する。やがて、バイパス弁６６に閉指令を出してから一定時間が経過したときには、図１４Ｂのステップ７７に進み、冷媒圧力センサ７２により検出される熱交換器出口圧力［ＭＰａ］を膨張機入口圧力Ｐｅｘｐｉとして第２圧力Ｐ２［ＭＰａ］に移す。このとき、バイパス弁６６は全閉状態にあるので、第２圧力Ｐ２はバイパス弁６６が全閉状態にあるときの膨張機入口圧力Ｐｅｘｐｉとなる。これで第２圧力Ｐ２を取得したので、図１４Ｂのステップ７８ではＰ２取得済みフラグ＝１とする。図１４Ｂのステップ７９では、バイパス弁６６を元の状態に戻すため、バイパス弁６６に開指令を出す。

図１４Ｂのステップ７８でＰ２取得済みフラグ＝１としたことにより、次回以降は図１４Ｂのステップ７１，７４よりステップ８０に進む。図１４Ｂのステップ８０では第２圧力Ｐ２と第１圧力Ｐ１の差圧力を膨張機３７の前後圧力差ΔＰｅｘｐ［ＭＰａ］（＝Ｐ２−Ｐ１）として算出する。

図１４Ｂのステップ８１では膨張機３７の前後圧力差ΔＰｅｘｐとスライスレベルＳ／Ｌ２１［ＭＰａ］を比較する。ここで、スライスレベルＳ／Ｌ２１はクラッチＯＮ固着が生じているか否かを判定するための値で、予め設定しておく。膨張機３７の前後圧力差ΔＰｅｘｐがスライスレベルＳ／Ｌ２１以上となったときにはクラッチＯＮ固着が生じていると判断し、図１４Ｂのステップ９に進んでクラッチＯＮ固着フラグ＝１とする。

一方、図１４Ｂのステップ８１で膨張機３７の前後圧力差ΔＰｅｘｐがスライスレベルＳ／Ｌ２１未満であるときにはクラッチＯＮ固着が生じていないと判断し、図１４Ｂのステップ１０に進んでクラッチＯＮ固着フラグ＝０とする。

クラッチＯＮ固着が生じていても、バイパス弁６６を開いていると膨張機３７の前後圧力差が生じることがない。このため、バイパス弁６６を開いた状態で膨張機入口圧力が上昇するか否かにより判定するのでは、クラッチＯＮ固着が生じているのにクラッチＯＮ固着が生じていない（エンジンからランキンサイクルへの熱交換が促進されていない）との誤判定が生じ得る。第５実施形態では、膨張機３７の上流から膨張機３７をバイパスして膨張機３７の下流に合流するバイパス通路６５に、常開のバイパス弁６６を備え、冷媒の圧力が膨張機入口圧力であるときにバイパス弁６６を全閉状態へと切換える。これによって、クラッチＯＮ固着が生じている場合（エンジンからランキンサイクルへの熱交換が促進されている場合）には、膨張機３７の前後圧力差が生じるので、クラッチＯＮ固着が生じているのにクラッチＯＮ固着が生じていないとの誤判定を回避できる。

冷間始動前にクラッチＯＮ固着が生じている場合や冷間始動後にクラッチＯＮ固着が生じた場合にはエンジン暖機中に膨張機クラッチ３５にＯＮ信号を出力していない状態でも冷媒がランキンサイクル３１の冷媒通路を循環する。このため、熱交換器３６でエンジン出口の冷却水から熱が冷媒に奪われる。この熱交換器３６で冷媒に奪われた熱は凝縮器３８に運ばれ、凝縮器３８を流れる冷媒から外気に放出される。この凝縮器３８で放熱された後の冷媒は再び冷媒通路を循環する。このため、バイパス弁６６を全開状態から全閉状態へと切換えたときには、膨張機３７の前後圧力差が生じる。これに対応し、第５実施形態では、バイパス通路６５に常開のバイパス弁６６を備え、冷媒の差圧力は、バイパス弁６６を全開状態から全閉状態へと切換えたときの膨張機４７の前後圧力差である。この場合、膨張機３７の前後圧力差は既設の冷媒圧力センサ７２により検出している。つまり、第５実施形態によれば、既設の冷媒圧力センサ７２により検出される膨張機３７の前後圧力差に基づいて、エンジン２からランキンサイクル３１への熱交換が促進されるか否かを判定することができるので、コストアップを抑制できる。

（第６実施形態）
冷間始動前にクラッチＯＮ固着が生じている場合や冷間始動後にクラッチＯＮ固着が生じた場合にはエンジン暖機中に膨張機クラッチ３５にＯＮ信号を出力していない状態でも冷媒がランキンサイクル３１の冷媒通路を循環する。このため、熱交換器３６でエンジン出口の冷却水から熱が冷媒に奪われる。この熱交換器３６で冷媒に奪われた熱は凝縮器３８に運ばれ、凝縮器３８を流れる冷媒から外気に放出される。この凝縮器３８で放熱された後の冷媒は再び冷媒通路を循環する。つまり、熱交換器３６で熱を受けると、冷媒は圧力が上昇するだけでなく、冷媒の温度も上昇するので、冷媒の温度も冷媒の圧力と同等に扱うことができる。このため、バイパス弁６６を全開状態から全閉状態へと切換えたときに膨張機３７の前後圧力差が生じるだけでなく、膨張機３７の前後温度差が生じる。こうした膨張機の前後温度差は、既設の冷媒温度センサ８２により検出し得るので、既設の冷媒温度センサ８２により検出される膨張機３７の前後温度差に基づけば、エンジン２からランキンサイクル３１への熱交換が促進されるか否かを判定することができる。
以下、詳述する。

図１５は第６実施形態のタイミングチャートである。すなわち、図１５最上段には始動前にクラッチＯＮ固着が生じており、ｔ１のタイミングで冷間始動を行った後、エンジン暖機中のｔ４１のタイミングでバイパス弁６６を一時的に全閉位置に切換えたときの膨張機入口温度Ｔｅｘｐｉの変化を示している。

エンジン冷間時にクラッチＯＮ固着が生じていない場合には、図１５最上段に破線で示したようにｔ５１からｔ５３までの間（一定時間Δｔ）でバイパス弁６６を全閉位置に切換えても、膨張機入口温度Ｔｅｘｐｉはほぼゼロで変化しない。一方、始動前にクラッチＯＮ固着が生じている場合には、エンジン冷間始動後に図１５第２段目に示したようにバイパス弁６６をｔ５１からｔ５３までの間で全閉位置に切換えると、膨張機入口温度Ｔｅｘｐｉがゼロを離れて所定圧まで一時的に上昇する。このため、予めスライスベルＳ／ＬＴ２１をゼロと上記の所定圧との間に定めておく。そして、膨張機入口温度ＴｅｘｐｉがスライスベルＳ／ＬＴ２１に到達するｔ５２のタイミングで、クラッチＯＮ固着が生じていると判断し、図１５第３段目に示したようにクラッチＯＮ固着フラグをゼロから１に切換える。

図１５第４段目にはｔ１のタイミングで冷間始動を行った後の暖機途中のｔ２のタイミングでクラッチＯＮ固着が生じた場合にｔ５４からｔ５６までの間（一定時間Δｔ）でバイパス弁６６を全閉位置に切換えたときの膨張機入口温度Ｔｅｘｐｉの変化を一点鎖線で示している。この場合にも、膨張機入口温度ＴｅｘｐｉがスライスベルＳ／ＬＴ２１に到達するｔ５５のタイミングで、膨張機クラッチ３５にクラッチＯＮ固着が生じていると判断し、図１５第６段目に示したようにクラッチＯＮ固着フラグをゼロから１に切換える。

図１６Ａ，図１６Ｂのフローは第６実施形態のクラッチＯＮ固着診断を行うためのもので、一定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に実行する。第１実施形態の図３のフローと同一の部分には同一の符号を付している。

第６実施形態では、膨張機３７の前後温度差を算出するため、バイパス弁６６が全開状態にあるときの膨張機入口温度と、バイパス弁６６が全閉状態にあるときの膨張機入口温度とを取得する必要がある。このため、バイパス弁６６が全開状態にあるときの膨張機入口温度を第１温度Ｔ１、バイパス弁６６が全閉状態にあるときの膨張機入口温度を第２温度Ｔ２として取り込む。

第１実施形態の図３のフローと相違する部分を主に説明すると、図１６Ｂのステップ９１で第１温度Ｔ１を取得済みであるか否かをＴ１取得済みフラグより判断する。ここでは、Ｔ１取得済みフラグ＝０つまり第１温度Ｔ１を取得済みでないと判断して図１６Ｂのステップ９２，９３に進む。

図１６Ｂのステップ９２では、冷媒温度センサ８２により検出される熱交換器出口温度［℃］を膨張機入口温度Ｔｅｘｐｉとして第１温度Ｔ１［℃］に移す。このとき、バイパス弁６６は全開状態にあるので、第１温度Ｔ１はバイパス弁６６が全開状態にあるときの膨張機入口温度Ｔｅｘｐｉとなる。これで第１温度Ｔ１を取得したので、図１６Ｂのステップ９３ではＴ１取得済みフラグ＝１とする。

図１６Ｂのステップ９３でＴ１取得済みフラグ＝１としたことにより、次回以降は図１６Ｂのステップ９１よりステップ９４に進む。図１６Ｂのステップ９４では第２温度Ｔ２を取得済みであるか否かをＴ２取得済みフラグより判断する。ここでは、Ｔ２取得済みフラグ＝０つまり第２温度Ｔ２を取得済みでないと判断して図１６Ｂのステップ９５に進む。

図１６Ｂのステップ９５では、バイパス弁６６に閉指令を出す。これによって、バイパス弁６６が全開状態から全閉状態に切換えられる。バイパス弁６６が全閉状態に切換えられると、クラッチＯＮ固着が生じている場合には膨張機入口温度Ｔｅｘｐｉが上昇する。

図１６Ｂのステップ９６では、バイパス弁６６に閉指令を出してから一定時間が経過したか否かをみる。これは、バイパス弁６６に閉指令を出してからバイパス弁６６が全閉状態に切換えられ膨張機入口圧力Ｐｅｘｐｉが上昇するまでに応答遅れがあるので、この応答遅れが経過したか否かをみるためである。バイパス弁６６に閉指令を出してから一定時間が経過していないときには、まだ膨張機入口温度Ｔｅｘｐｉが上昇していないと判断し、そのまま今回の処理を終了する。

バイパス弁６６に閉指令を出してから一定時間が経過するまでは、そのまま今回の処理を終了する。やがて、バイパス弁６６に閉指令を出してから一定時間が経過したときには、図１６Ｂのステップ９７に進み、冷媒温度センサ８２により検出される熱交換器出口温度［℃］を膨張機入口温度Ｔｅｘｐｉとして第２温度Ｔ２［℃］に移す。このとき、バイパス弁６６は全閉状態にあるので、第２温度Ｔ２はバイパス弁６６が全閉状態にあるときの膨張機入口温度Ｔｅｘｐｉとなる。これで第２温度Ｔ２を取得したので、図１６Ｂのステップ９８ではＴ２取得済みフラグ＝１とする。図１６Ｂのステップ９９では、バイパス弁６６を元の状態に戻すため、バイパス弁６６に開指令を出す。

図１６Ｂのステップ９８でＴ２取得済みフラグ＝１としたことにより、次回以降は図１６Ｂのステップ９１，９４よりステップ１００に進む。図１６Ｂのステップ１００では第２温度Ｔ２と第１温度Ｔ１の差温度を膨張機３７の前後温度差ΔＴｅｘｐ［℃］（＝Ｔ２−Ｔ１）として算出する。

図１６Ｂのステップ１０１では膨張機３７の前後温度差ΔＴｅｘｐとスライスレベルＳ／ＬＴ２１［℃］を比較する。ここで、スライスレベルＳ／ＬＴ２１はクラッチＯＮ固着が生じているか否かを判定するための値で、予め設定しておく。膨張機３７の前後温度差ΔＴｅｘｐがスライスレベルＳ／ＬＴ２１以上となったときにはクラッチＯＮ固着が生じていると判断し、図１６Ｂのステップ９に進んでクラッチＯＮ固着フラグ＝１とする。

一方、図１６Ｂのステップ１０１で膨張機３７の前後温度差ΔＴｅｘｐがスライスレベルＳ／ＬＴ２１未満であるときにはクラッチＯＮ固着が生じていないと判断し、図１６Ｂのステップ１０に進んでクラッチＯＮ固着フラグ＝０とする。

クラッチＯＮ固着が生じていても、バイパス弁６６を開いていると膨張機３７の前後温度差が生じることがない。このため、バイパス弁６６を開いた状態で膨張機入口温度が上昇するか否かにより判定するのでは、クラッチＯＮ固着が生じているのにクラッチＯＮ固着が生じていない（エンジンからランキンサイクルへの熱交換が促進されていない）との誤判定が生じ得る。第５実施形態では、膨張機３７の上流から膨張機３７をバイパスして膨張機３７の下流に合流するバイパス通路６５に、常開のバイパス弁６６を備え、冷媒の温度が膨張機入口温度であるときにバイパス弁６６を全閉状態へと切換える。これによって、クラッチＯＮ固着が生じている場合（エンジンからランキンサイクルへの熱交換が促進されている場合）には、膨張機の前後温度差が生じるので、クラッチＯＮ固着が生じているのにクラッチＯＮ固着が生じていないとの誤判定を回避できる。

冷間始動前にクラッチＯＮ固着が生じている場合や冷間始動後にクラッチＯＮ固着が生じた場合にはエンジン暖機中に膨張機クラッチ３５にＯＮ信号を出力していない状態でも冷媒がランキンサイクル３１の冷媒通路を循環する。このため、熱交換器３６でエンジン出口の冷却水から熱が冷媒に奪われる。この熱交換器３６で冷媒に奪われた熱は凝縮器３８に運ばれ、凝縮器３８を流れる冷媒から外気に放出される。この凝縮器３８で放熱された後の冷媒は再び冷媒通路を循環する。このため、バイパス弁６６を全開状態から全閉状態へと切換えたときには、膨張機３７の前後温度差が生じる。これに対応し、第６実施形態では、膨張機３７の上流から膨張機３７をバイパスして膨張機３７の下流に合流するバイパス通路６５に、常開のバイパス弁６６を備え、冷媒の差温度は、バイパス弁６６を全開状態から全閉状態へと切換えたときの膨張機４７の前後温度差である。この場合、膨張機３７の前後温度差は既設の冷媒温度センサ８２により検出している。つまり、第６実施形態によれば、既設の冷媒温度センサ８２により検出される膨張機３７の前後温度差に基づいて、エンジン２からランキンサイクル３１への熱交換が促進されるか否かを判定することができるので、コストアップを抑制できる。

（第７実施形態）
図１７は第７実施形態のランキンサイクルのシステム全体を表した概略構成図である。第１実施形態の図１と同一部分には同一の符号を付している。ただし、エンジン冷却水回路の一部は省略して示していない。また、冷凍サイクル５１については、凝縮器５３しか示していない。

第１実施形態はエンジン駆動の車両１を対象とするものであったが、第７実施形態はハイブリッド車両１’を対象としている。ハイブリッド車両１’では、周知のように強電バッテリ、強電バッテリからの直流を交流に変換するインバータ、インバータからの交流で回転し得るモータから主に構成される強電系が加わっている。この場合に、強電系を構成するモータ及びインバータは高温になり得るので、モータ及びインバータの機能を補償しる温度を超えることがないように、モータ及びインバータの内部を冷却する必要がある。

このため、ハイブリッド車両１’にランキンサイクル３１を適用するに際しては、エンジン駆動の車両１と凝縮器の構成を変えている。すなわち、第１実施形態では凝縮器３８が空冷式であったが、第６実施形態では水冷式の凝縮器３８’へと変更している。

水冷式凝縮器３８’には冷媒通路３８’ａと冷却水通路３８’ｂとを設けている。冷媒通路３８’ａの一方はランキンサイクル３１の冷媒通路４３に、他方はランキンサイクル３１の冷媒通路４４に接続する。

一方、冷却水通路３８’ｂには、サブラジエータ９１で冷却した冷却水（この冷却水をエンジンの冷却水と区別するため、以下「第２冷却水」という。）を冷却水通路１０１，１０２を介して循環させる。このため、冷却水通路１０１，１０２の各一端を冷却水通路３８’ｂに、冷却水通路１０１，１０２の各他端をサブラジエータ９１に接続している。ここで、水冷式凝縮器３８’の全体を俯瞰して見たときに、第２冷却水とランキンサイクル３１の冷媒とが互いに流れる向きが逆向きとなるようにしている。

上記のサブラジエータ９１はラジエータ１１と並列に配置し、車速風または冷却ファン１２で冷却する。サブラジエータ９１の出口には冷却水ポンプ９２を設けて、第２冷却水を循環させる。

冷却水ポンプ９２はモータ９３駆動で、このモータ９３に流す電流値を調整し得る電流値調整装置９４を有し、この電流値調整装置９４によりモータ９３に流す電流値をデューティ制御可能（調整可能）である。電流値調整装置９４の電源はバッテリである。例えば、電流値調整装置９４に与えるＯＮデューティ値が０％のときモータ９３は非駆動状態にあり冷却水ポンプ９２は非回転状態にある。電流値調整装置９４に与えるＯＮデューティ値が最大の１００％のときモータ９３は駆動状態となり、冷却水ポンプ９２は回転して最大の流量を吐出する。

冷却水ポンプ９２下流の冷却水通路１０１には、強電系を構成するモータ及びインバータを冷却するため、モータの冷却水通路１１１、インバータの冷却水通路１１２を、さらに水冷式のインタークーラ１１３を直列に配置している。これによって、サブラジエータ９１からの冷却水でモータ及びインバータがモータ及びインバータの機能を補償しる温度を超えることがないように冷却される。また、冷却水ポンプ９２下流の冷却水通路１０１に第２冷却水温度を検出する温度センサ１２１を設けている。

また、第７実施形態では、水冷式凝縮器３８’出口の第２冷却水温度（この温度を、以下「凝縮器出口冷却水温度」という。）を検出する凝縮器出口温度センサ１２２が既設であるとする。

さて、冷間始動前にクラッチＯＮ固着が生じている場合や冷間始動後にクラッチＯＮ固着が生じた場合にはエンジン暖機中に膨張機クラッチ３５にＯＮ信号を出力していない状態でも冷媒がランキンサイクル３１の冷媒通路を循環する。このため、熱交換器３６でエンジン出口の冷却水から熱が冷媒に奪われる。この熱交換器３６で冷媒に奪われた熱は水冷式凝縮器３８’に運ばれ、水冷式凝縮器３８’を流れる冷媒から第２冷却水に放出される。こうした水冷式凝縮器３８’を流れる冷媒から第２冷却水への熱の放出は、既設の温度センサ１２２により検出し得るので、既設の温度センサ１２２に基づけば、エンジン２からランキンサイクル３１への熱交換が促進されるか否かを判定することができる。以下、詳述する。

図１８は第７実施形態のタイミングチャートである。すなわち、図１８最上段の左方には始動前にクラッチＯＮ固着が生じており、ｔ１のタイミングで冷間始動を行ったときの凝縮器出口冷却水温度Ｔｃｎｄｗｏ［℃］の変化を実線で示している。

エンジン冷間時にクラッチＯＮ固着が生じていない場合には、図１８最上段に破線で示したように凝縮器出口冷却水温度Ｔｃｎｄｗｏは外気の空気温度Ｔａとほぼ同じで変化しない。一方、始動前にクラッチＯＮ固着が生じている場合にはエンジン冷間始動後に凝縮器出口冷却水温度Ｔｃｎｄｗｏが外気の空気温度Ｔａを離れて上昇する。このため、予めスライスベルＳ／Ｌ３１を図示のように定めておく。そして、凝縮器出口冷却水温度ＴｃｎｄｗｏがスライスベルＳ／Ｌ３１に到達するｔ６１のタイミングで、膨張機クラッチ３５にクラッチＯＮ固着が生じていると判断し、図１８第２段目に実線で示したようにクラッチＯＮ固着フラグをゼロから１に切換える。

図１８最上段の右方にはｔ１のタイミングで冷間始動を行った後の暖機途中のｔ２のタイミングでクラッチＯＮ固着が生じた場合の凝縮器出口冷却水温度の変化を一点鎖線で重ねて示している。この場合にも、凝縮器出口冷却水温度ＴｃｎｄｗｏがスライスベルＳ／Ｌ３１に到達するｔ６２のタイミングで、膨張機クラッチ３５にクラッチＯＮ固着が生じていると判断する。そして、図１８第３段目に一点鎖線で示したようにクラッチＯＮ固着フラグをゼロから１に切換える。

図１９のフローは第６実施形態のクラッチＯＮ固着診断を行うためのもので、一定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に実行する。第４実施形態の図１０のフローと同一の部分には同一の符号を付している。

第４実施形態の図１０のフローと相違する部分を主に説明すると、図１９のステップ１１１で凝縮器出口冷却水温度センサ１２２（図１７参照）により検出される凝縮器出口冷却水温度ＴｃｎｄｗｏとスライスレベルＳ／Ｌ３１を比較する。ここで、スライスレベルＳ／Ｌ３１はクラッチＯＮ固着が生じているか否かを判定するための値で、予め設定しておく。

凝縮器出口冷却水温度ＴｃｎｄｗｏがスライスレベルＳ／Ｌ３１以上となったときにはクラッチＯＮ固着が生じていると判断し、図１９のステップ９に進んでクラッチＯＮ固着フラグ＝１とする。

一方、図１９のステップ１１１で凝縮器出口冷却水温度ＴｃｎｄｗｏがスライスレベルＳ／Ｌ３１未満であるときにはクラッチＯＮ固着が生じていないと判断し、図１９のステップ１０に進んでクラッチＯＮ固着フラグ＝０とする。

冷間始動前にクラッチＯＮ固着が生じている場合や冷間始動後にクラッチＯＮ固着が生じた場合にはエンジン暖機中に膨張機クラッチ３５にＯＮ信号を出力していない状態でも冷媒がランキンサイクル３１の冷媒通路を循環する。このため、熱交換器３６でエンジン出口の冷却水から熱が冷媒に奪われる。この熱交換器３６で冷媒に奪われた熱は水冷式凝縮器３８’に運ばれ、水冷式凝縮器３８’を流れる冷媒から第２冷却水に放出されるため、凝縮器出口冷却水温度（液冷式の凝縮器の出口の液冷媒温度）が上昇する。このとき、第６実施形態では、凝縮器出口冷却水温度がクラッチＯＮ固着が生じていない場合（電磁クラッチが締結状態で固着していない場合）より上昇するときに、エンジン２からランキンサイクル３１への熱交換が促進されると判定する。この場合、凝縮器出口冷却水温度は既設の凝縮器出口冷却水温度センサ１２２により検出している。つまり、本実施形態によれば、既設の温度センサ１２２により検出される凝縮器出口冷却水温度に基づいて、エンジン２からランキンサイクル３１への熱交換が促進されるか否かを判定することができるので、コストアップを抑制できる。

（第８実施形態）
図２０は第８実施形態のランキンサイクルのシステム全体を表した概略構成図である。第１実施形態の図１と同一部分には同一の符号を付している。

第１実施形態は、膨張機３７の上流から膨張機３７をバイパスして逆止弁６４上流に合流する膨張機バイパス通路６５を設け、この膨張機バイパス通路６５にバイパス弁６６を設けたものであった。一方、第８実施形態は、図２０に示したように、冷媒ポンプ３２の上流から冷媒ポンプ３２をバイパスして冷媒ポンプ３２の下流に合流するポンプバイパス通路１３１を設け、このポンプバイパス通路１３１に第２バイパス弁１３２を設けている。以下、この第２バイパス弁を「ポンプバイパス弁」という。このポンプバイパス弁１３２は電磁式の開閉弁である。

なお、第８実施形態では、冷媒ポンプ３２のすぐ上流に設けてある冷媒圧力センサ７５は既設であるとする。

さて、冷間始動前にクラッチＯＮ固着が生じている場合や冷間始動後にクラッチＯＮ固着が生じた場合にはエンジン暖機中に膨張機クラッチ３５にＯＮ信号を出力していない状態でも冷媒がランキンサイクル３１の冷媒通路を循環する。このため、熱交換器３６でエンジン出口の冷却水から熱が冷媒に奪われる。この熱交換器３６で冷媒に奪われた熱は凝縮器３８に運ばれ、凝縮器３８を流れる冷媒から外気に放出される。この凝縮器３８で放熱された後の冷媒は再び冷媒通路を循環する。このため、ポンプバイパス弁１３２を全開状態から全閉状態へと切換えたときには、冷媒ポンプ３２の前後圧力差が生じる。こうした冷媒ポンプ３２の前後圧力差は、既設の圧力センサ７５により検出し得るので、既設の圧力センサ７５により検出される冷媒ポンプ３２の前後圧力差に基づけば、エンジン２からランキンサイクル３１への熱交換が促進されるか否かを判定することができる。以下、詳述する。

図２１は第８実施形態のタイミングチャートである。すなわち、図２１最上段には始動前にクラッチＯＮ固着が生じており、ｔ１のタイミングで冷間始動を行った後、エンジン暖機中のｔ６１のタイミングでポンプバイパス弁１３２を一時的に全閉位置に切換えたときの冷媒ポンプ出口圧力Ｐｐｍｐｏの変化を示している。

エンジン冷間時にクラッチＯＮ固着が生じていない場合には、図２１最上段に破線で示したようにｔ７１からｔ７３までの間（一定時間Δｔ）でポンプバイパス弁１３２を全閉位置に切換えても、冷媒ポンプ出口圧力Ｐｐｍｐｏはほぼゼロで変化しない。一方、始動前にクラッチＯＮ固着が生じている場合には、エンジン冷間始動後に図２１第２段目に示したようにポンプバイパス弁１３２をｔ７１からｔ７３までの間で全閉位置に切換えると、冷媒ポンプ出口圧力Ｐｐｍｐｏがゼロを離れて所定圧力まで上昇する。このため、予めスライスベルＳ／Ｌ４１をゼロと上記の所定圧力との間に定めておく。そして、冷媒ポンプ出口圧力ＰｐｍｐｏがスライスベルＳ／Ｌ４１に到達するｔ７２のタイミングで、クラッチＯＮ固着が生じていると判断し、図２１第３段目に示したようにクラッチＯＮ固着フラグをゼロから１に切換える。

図２１第４段目にはｔ１のタイミングで冷間始動を行った後の暖機途中のｔ２のタイミングでクラッチＯＮ固着が生じた場合にｔ７４からｔ７６までの間（一定時間Δｔ）でポンプバイパス弁１３２を全閉位置に切換えたときの冷媒ポンプ出口圧力Ｐｐｍｐｏの変化を一点鎖線で示している。この場合にも、冷媒ポンプ出口圧力ＰｐｍｐｏがスライスベルＳ／Ｌ４１に到達するｔ７５のタイミングで、クラッチＯＮ固着が生じていると判断し、図２１第６段目に示したようにクラッチＯＮ固着フラグをゼロから１に切換える。

図２２Ａ，図２２Ｂのフローは第８実施形態のクラッチＯＮ固着診断を行うためのもので、一定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に実行する。第５実施形態の図１４Ａ，図１４Ｂのフローと同一の部分には同一の符号を付している。

第８実施形態では、冷媒ポンプ３２の前後圧力差を算出するため、ポンプバイパス弁１３２が全開状態にあるときの冷媒ポンプ出口圧力と、ポンプバイパス弁１３２が全閉状態にあるときの冷媒ポンプ出口圧力とを取得する必要がある。このため、ポンプバイパス弁１３２が全開状態にあるときの冷媒ポンプ出口圧力を第３圧力Ｐ３、ポンプバイパス弁１３２が全閉状態にあるときの冷媒ポンプ出口圧力を第４圧力Ｐ４として取り込む。

第５実施形態の図１４Ａ，図１４Ｂのフローと相違する部分を主に説明すると、図２２Ｂのステップ１２１で第３圧力Ｐ３を取得済みであるか否かをＰ３取得済みフラグより判断する。ここでは、Ｐ３取得済みフラグ＝０つまり第３圧力Ｐ３を取得済みでないと判断して図２２Ｂのステップ１２２，１２３に進む。

図２２Ｂのステップ１２２では、冷媒圧力センサ７５（図２０参照）により検出される冷媒ポンプ出口圧力［ＭＰａ］を第３圧力Ｐ３［ＭＰａ］に移す。このとき、ポンプバイパス弁１３２は全開状態にあるので、第３圧力Ｐ３はポンプバイパス弁１３２が全開状態にあるときの冷媒ポンプ出口圧力Ｐｐｍｐｏとなる。これで第３圧力Ｐ３を取得したので、図２２Ｂのステップ１２３ではＰ３取得済みフラグ＝１とする。

図２２Ｂのステップ１２３でＰ３取得済みフラグ＝１としたことにより、次回以降は図２２Ｂのステップ１２１よりステップ１２４に進む。図２２Ｂのステップ１２４では第４圧力Ｐ４を取得済みであるか否かをＰ４取得済みフラグより判断する。ここでは、Ｐ４取得済みフラグ＝０つまり第４圧力Ｐ４を取得済みでないと判断して図２２Ｂのステップ１２５に進む。

図２２Ｂのステップ１２５では、ポンプバイパス弁１３２に閉指令を出す。これによって、ポンプバイパス弁１３２が全開状態から全閉状態に切換えられる。ポンプバイパス弁１３２が全閉状態に切換えられると、クラッチＯＮ固着が生じている場合には冷媒ポンプ３２が通路抵抗となって冷媒ポンプ出口圧力Ｐｐｍｐｏが上昇する。

図２２Ｂのステップ１２６では、ポンプバイパス弁１３２に閉指令を出してから一定時間が経過したか否かをみる。これは、ポンプバイパス弁１３２に閉指令を出してからポンプバイパス弁１３２が全閉状態に切換えられ冷媒ポンプ出口圧力Ｐｐｍｐｏが上昇するまでに応答遅れがあるので、この応答遅れが経過したか否かをみるためである。ポンプバイパス弁１３２に閉指令を出してから一定時間が経過していないときには、まだ冷媒ポンプ出口圧力Ｐｐｍｐｏが上昇していないと判断し、そのまま今回の処理を終了する。

ポンプバイパス弁１３２に閉指令を出してから一定時間が経過するまでは、そのまま今回の処理を終了する。やがて、ポンプバイパス弁１３２に閉指令を出してから一定時間が経過したときには、図２２Ｂのステップ１２７に進み、冷媒圧力センサ７５により検出される冷媒ポンプ出口圧力Ｐｐｍｐｏ［ＭＰａ］を第４圧力Ｐ４［ＭＰａ］に移す。このとき、ポンプバイパス弁１３２は全閉状態にあるので、第４圧力Ｐ４はポンプバイパス弁１３２が全閉状態にあるときの冷媒ポンプ出口圧力Ｐｐｍｐｏとなる。これで第４圧力Ｐ４を取得したので、図２２Ｂのステップ１２８ではＰ４取得済みフラグ＝１とする。図２２Ｂのステップ１２９では、ポンプバイパス弁１３２を元の状態に戻すため、ポンプバイパス弁１３２に開指令を出す。

図２２Ｂのステップ１２８でＰ４取得済みフラグ＝１としたことにより、次回以降は図２２Ｂのステップ１２１，１２４よりステップ１３０に進む。図２２Ｂのステップ１３０では第４圧力Ｐ４と第３圧力Ｐ３の差圧力を冷媒ポンプ３２の前後圧力差ΔＰｐｍｐ［ＭＰａ］（＝Ｐ４−Ｐ３）として算出する。

図２２Ｂのステップ１３１では冷媒ポンプ３２の前後圧力差ΔＰｐｍｐとスライスレベルＳ／Ｌ４１［ＭＰａ］を比較する。ここで、スライスレベルＳ／Ｌ４１はクラッチＯＮ固着が生じているか否かを判定するための値で、予め設定しておく。冷媒ポンプ３２の前後圧力差ΔＰｐｍｐがスライスレベルＳ／Ｌ４１以上となったときにはクラッチＯＮ固着が生じていると判断し、図２２Ｂのステップ９に進んでクラッチＯＮ固着フラグ＝１とする。

一方、図２２Ｂのステップ１３１で冷媒ポンプ３２の前後圧力差ΔＰｐｍｐがスライスレベルＳ／Ｌ４１未満であるときにはクラッチＯＮ固着が生じていないと判断し、図２２Ｂのステップ１０に進んでクラッチＯＮ固着フラグ＝０とする。

クラッチＯＮ固着が生じていても、ポンプバイパス弁１３２を開いていると冷媒ポンプ３２の前後圧力差が生じることがない。このため、ポンプバイパス弁を開いた状態で冷媒ポンプ出口圧力が上昇するか否かにより判定するのでは、クラッチＯＮ固着が生じているのにクラッチＯＮ固着が生じていない（エンジンからランキンサイクルへの熱交換が促進されていない）との誤判定が生じ得る。第８実施形態では、ポンプバイパス通路１３１（バイパス通路）にポンプバイパス弁１３２（常開の第２バイパス弁）を備え、冷媒の圧力が冷媒ポンプ出口圧力であるときにポンプバイパス弁１３２を全閉状態へと切換える。これによって、クラッチＯＮ固着が生じている場合（エンジンからランキンサイクルへの熱交換が促進されている場合）には、冷媒ポンプ３２の前後圧力差が生じるので、クラッチＯＮ固着が生じているのにクラッチＯＮ固着が生じていないとの誤判定を回避できる。

冷間始動前にクラッチＯＮ固着が生じている場合や冷間始動後にクラッチＯＮ固着が生じた場合にはエンジン暖機中に膨張機クラッチ３５にＯＮ信号を出力していない状態でも冷媒がランキンサイクル３１の冷媒通路を循環する。このため、熱交換器３６でエンジン出口の冷却水から熱が冷媒に奪われる。この熱交換器３６で冷媒に奪われた熱は凝縮器３８に運ばれ、凝縮器３８を流れる冷媒から外気に放出される。この凝縮器３８で放熱された後の冷媒は再び冷媒通路を循環する。このため、ポンプバイパス弁１３２を全開状態から全閉状態へと切換えたときには、冷媒ポンプ３２の前後圧力差が生じる。これに対応し、第８実施形態では、ポンプバイパス通路１３１（バイパス通路）に常開のポンプバイパス弁１３２（第２バイパス弁）を備え、冷媒の差圧力は、ポンプバイパス弁１３２を全開状態から全閉状態へと切換えたときの冷媒ポンプの前後圧力差である。この場合、冷媒ポンプ３２の前後圧力差は既設の冷媒圧力センサ７５により検出している。つまり、第８実施形態によれば、既設の冷媒圧力センサ７５により検出される冷媒ポンプ３２の前後圧力差に基づいて、エンジン２からランキンサイクル３１への熱交換が促進されるか否かを判定することができるので、コストアップを抑制できる。

（第９実施形態）
図２３は第９実施形態のランキンサイクルのシステム全体を表した概略構成図である。第８実施形態の図２０と同一部分には同一の符号を付している。

第９実施形態でも、図２３に示したように、冷媒ポンプ３２の上流から冷媒ポンプ３２をバイパスして冷媒ポンプ３２の下流に合流するポンプバイパス通路１３１を設け、このポンプバイパス通路１３１に第２バイパス弁１３２を設けている。以下、この第２バイパス弁を「ポンプバイパス弁」という。このポンプバイパス弁１３２は電磁式の開閉弁である。

なお、第９実施形態では、冷媒ポンプ３２のすぐ上流に設けてある冷媒温度センサ８３は既設であるとする。

さて、冷間始動前にクラッチＯＮ固着が生じている場合や冷間始動後にクラッチＯＮ固着が生じた場合にはエンジン暖機中に膨張機クラッチ３５にＯＮ信号を出力していない状態でも冷媒がランキンサイクル３１の冷媒通路を循環する。このため、熱交換器３６でエンジン出口の冷却水から熱が冷媒に奪われる。この熱交換器３６で冷媒に奪われた熱は凝縮器３８に運ばれ、凝縮器３８を流れる冷媒から外気に放出される。この凝縮器３８で放熱された後の冷媒は再び冷媒通路を循環する。つまり、熱交換器３６で熱を受けると、冷媒は圧力が上昇するだけでなく、冷媒の温度も上昇するので、冷媒の温度も冷媒の圧力と同等に扱うことができる。このため、ポンプバイパス弁１３２を全開状態から全閉状態へと切換えたときに冷媒ポンプ３２の前後圧力差が生じるだけでなく、冷媒ポンプ３２の前後温度差が生じる。こうした冷媒ポンプ３２の前後温度差は、既設の冷媒温度センサ８３により検出し得るので、既設の冷媒温度センサ８３により検出される冷媒ポンプ３２の前後温度差に基づけば、エンジン２からランキンサイクル３１への熱交換が促進されるか否かを判定することができる。以下、詳述する。

図２４は第９実施形態のタイミングチャートである。すなわち、図２４最上段には始動前にクラッチＯＮ固着が生じており、ｔ１のタイミングで冷間始動を行った後、エンジン暖機中のｔ８１のタイミングでポンプバイパス弁１３２を一時的に閉じたときの冷媒ポンプ出口温度Ｔｐｍｐｏの変化を示している。

エンジン冷間時にクラッチＯＮ固着が生じていない場合には、図２４最上段に破線で示したようにｔ８１からｔ８３までの間（一定時間Δｔ）でポンプバイパス弁１３２を全閉位置に切換えても、冷媒ポンプ出口温度Ｔｐｍｐｏは一定値で変化しない。一方、始動前にクラッチＯＮ固着が生じている場合には、エンジン冷間始動後に図２４第２段目に示したようにポンプバイパス弁１３２をｔ８１からｔ８３までの間で全閉位置に切換えると、冷媒ポンプ出口温度Ｔｐｍｐｏが一定値を離れて所定温度まで上昇する。このため、予めスライスベルＳ／Ｌ４１をゼロと上記の所定温度との間に定めておく。そして、冷媒ポンプ出口温度ＴｐｍｐｏがスライスベルＳ／ＬＴ４１に到達するｔ８２のタイミングで、クラッチＯＮ固着が生じていると判断し、図２４第３段目に示したようにクラッチＯＮ固着フラグをゼロから１に切換える。

図２４第４段目にはｔ１のタイミングで冷間始動を行った後の暖機途中のｔ２のタイミングでクラッチＯＮ固着が生じた場合にｔ８４からｔ８６までの間（一定時間Δｔ）でポンプバイパス弁１３２を全閉位置に切換えたときの冷媒ポンプ出口温度Ｔｐｍｐｏの変化を一点鎖線で示している。この場合にも、冷媒ポンプ出口温度ＴｐｍｐｏがスライスベルＳ／ＬＴ４１に到達するｔ８５のタイミングで、クラッチＯＮ固着が生じていると判断し、図２４第６段目に示したようにクラッチＯＮ固着フラグをゼロから１に切換える。

図２５Ａ，図２５Ｂのフローは第９実施形態のクラッチＯＮ固着診断を行うためのもので、一定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に実行する。第８実施形態の図２２Ａ，図２２Ｂのフローと同一の部分には同一の符号を付している。

第９実施形態では、冷媒ポンプ３２の前後温度差を算出するため、ポンプバイパス弁１３２が全開状態にあるときの冷媒ポンプ出口温度と、ポンプバイパス弁１３２が全閉状態にあるときの冷媒ポンプ出口温度とを取得する必要がある。このため、ポンプバイパス弁１３２が全開状態にあるときの冷媒ポンプ出口温度を第３温度Ｔ３、ポンプバイパス弁１３２が全閉状態にあるときの冷媒ポンプ出口温度を第４温度Ｔ４として取り込む。

第８実施形態の図２２Ａ，図２２Ｂのフローと相違する部分を主に説明すると、図２２Ｂ５ステップ１４１で第３温度Ｔ３を取得済みであるか否かをＴ３取得済みフラグより判断する。ここでは、Ｔ３取得済みフラグ＝０つまり第３温度Ｔ３を取得済みでないと判断して図２５Ｂのステップ１４２，１４３に進む。

図２５Ｂのステップ１４２では、冷媒温度センサ８３（図２３参照）により検出される冷媒ポンプ出口温度［℃］を第３温度Ｔ３［℃］に移す。このとき、ポンプバイパス弁１３２は全開状態にあるので、第３温度Ｔ３はポンプバイパス弁１３２が全開状態にあるときの冷媒ポンプ出口温度Ｔｐｍｐｏとなる。これで第３温度Ｔ３を取得したので、図２５Ｂのステップ１４３ではＴ３取得済みフラグ＝１とする。

図２５Ｂのステップ１４３でＴ３取得済みフラグ＝１としたことにより、次回以降は図２５Ｂのステップ１４１よりステップ１４４に進む。図２５Ｂのステップ１４４では第４温度Ｔ４を取得済みであるか否かをＴ４取得済みフラグより判断する。ここでは、Ｔ４取得済みフラグ＝０つまり第４温度Ｔ４を取得済みでないと判断して図２５Ｂのステップ１４５に進む。

図２５Ｂのステップ１４５では、ポンプバイパス弁１３２に閉指令を出す。これによって、ポンプバイパス弁１３２が全開状態から全閉状態に切換えられる。ポンプバイパス弁１３２が全閉状態に切換えられると、クラッチＯＮ固着が生じている場合には冷媒ポンプ出口温度Ｔｐｍｐｏが上昇する。

図２５Ｂのステップ１４６では、ポンプバイパス弁１３２に閉指令を出してから一定時間が経過したか否かをみる。これは、ポンプバイパス弁１３２に閉指令を出してからポンプバイパス弁１３２が全閉状態に切換えられ冷媒ポンプ出口温度Ｔｐｍｐｏが上昇するまでに応答遅れがあるので、この応答遅れが経過したか否かをみるためである。ポンプバイパス弁１３２に閉指令を出してから一定時間が経過していないときには、まだ冷媒ポンプ出口温度Ｔｐｍｐｏが上昇していないと判断し、そのまま今回の処理を終了する。

ポンプバイパス弁１３２に閉指令を出してから一定時間が経過するまでは、そのまま今回の処理を終了する。やがて、ポンプバイパス弁１３２に閉指令を出してから一定時間が経過したときには、図２５Ｂのステップ１４７に進み、冷媒温度センサ８３により検出される冷媒ポンプ出口温度Ｔｐｍｐｏ［℃］を第４温度Ｔ４［℃］に移す。このとき、ポンプバイパス弁１３２は全閉状態にあるので、第４温度Ｔ４はポンプバイパス弁１３２が全閉状態にあるときの冷媒ポンプ出口温度Ｔｐｍｐｏとなる。これで第４温度Ｔ４を取得したので、図２５Ｂのステップ１４８ではＴ４取得済みフラグ＝１とする。図２５Ｂのステップ１４９では、ポンプバイパス弁１３２を元の状態に戻すため、ポンプバイパス弁１３２に開指令を出す。

図２５Ｂのステップ１４８でＴ４取得済みフラグ＝１としたことにより、次回以降は図２５Ｂのステップ１４１，１４４よりステップ１５０に進む。図２５Ｂのステップ１５０では第４温度Ｔ４と第３温度Ｔ３の差温度を冷媒ポンプ３２の前後温度差ΔＴｐｍｐ［℃］（＝Ｔ４−Ｔ３）として算出する。

図２５Ｂのステップ１５１では冷媒ポンプ３２の前後温度差ΔＴｐｍｐとスライスレベルＳ／ＬＴ４１［℃］を比較する。ここで、スライスレベルＳ／ＬＴ４１はクラッチＯＮ固着が生じているか否かを判定するための値で、予め設定しておく。冷媒ポンプ３２の前後温度差ΔＴｐｍｐがスライスレベルＳ／ＬＴ４１以上となったときにはクラッチＯＮ固着が生じていると判断し、図２５Ｂのステップ９に進んでクラッチＯＮ固着フラグ＝１とする。

一方、図２５Ｂのステップ１５１で冷媒ポンプ３２の前後温度差ΔＴｐｍｐがスライスレベルＳ／ＬＴ４１未満であるときにはクラッチＯＮ固着が生じていないと判断し、図２５Ｂのステップ１０に進んでクラッチＯＮ固着フラグ＝０とする。

クラッチＯＮ固着が生じていても、ポンプバイパス弁１３２を開いていると冷媒ポンプ３２の前後温度差が生じることがない。このため、ポンプバイパス弁１３２を開いた状態で冷媒ポンプ出口温度が上昇するか否かにより判定するのでは、クラッチＯＮ固着が生じているのにクラッチＯＮ固着が生じていない（エンジンからランキンサイクルへの熱交換が促進されていない）との誤判定が生じ得る。第９実施形態では、ポンプバイパス通路１３１（バイパス通路）にポンプバイパス弁１３２（常開の第２バイパス弁）を備え、冷媒の温度が冷媒ポンプ出口温度であるときにポンプバイパス弁１３２を全閉状態へと切換える。これによって、クラッチＯＮ固着が生じている場合（エンジンからランキンサイクルへの熱交換が促進されている場合）には、冷媒ポンプ３２の前後温度差が生じるので、クラッチＯＮ固着が生じているのにクラッチＯＮ固着が生じていないとの誤判定を回避できる。

冷間始動前にクラッチＯＮ固着が生じている場合や冷間始動後にクラッチＯＮ固着が生じた場合にはエンジン暖機中に膨張機クラッチ３５にＯＮ信号を出力していない状態でも冷媒がランキンサイクル３１の冷媒通路を循環する。このため、熱交換器３６でエンジン出口の冷却水から熱が冷媒に奪われる。この熱交換器３６で冷媒に奪われた熱は凝縮器３８に運ばれ、凝縮器３８を流れる冷媒から外気に放出される。この凝縮器３８で放熱された後の冷媒は再び冷媒通路を循環する。このため、ポンプバイパス弁１３２を全開状態から全閉状態へと切換えたときには、冷媒ポンプ３２の前後温度差が生じる。これに対応し、第９実施形態では、ポンプバイパス通路１３１（バイパス通路）に常開のポンプバイパス弁１３２（第２バイパス弁）を備え、冷媒の差温度は、ポンプバイパス弁１３２を全開状態から全閉状態へと切換えたときの冷媒ポンプの前後温度差である。この場合、冷媒ポンプ３２の前後温度差は既設の冷媒温度センサ８３により検出している。つまり、第９実施形態によれば、既設の冷媒温度センサ８３により検出される冷媒ポンプ３２の前後温度差に基づいて、エンジン２からランキンサイクル３１への熱交換が促進されるか否かを判定することができるので、コストアップを抑制できる。

（第１０実施形態）
図２６は第１０実施形態のランキンサイクルのシステム全体を表した概略構成図である。第１実施形態の図１と同一部分には同一の符号を付している。

第１０実施形態は、第１実施形態と相違して、冷媒ポンプ３２と膨張機３７とが分離されているものである。すなわち、図２６に示したように、冷媒ポンプ３２の軸とエンジン２の出力軸とを平行に配置し、ベルト伝動機構（３３，３４，２ａ）を介して連結している。また、ポンププーリ３３と冷媒ポンプ３２との間に電磁式のクラッチ（このクラッチを以下「ポンプクラッチ」という。）１３５を設けて、冷媒ポンプ３２をエンジン２と締結・解放可能にしている。このため、ポンプクラッチ１３５を締結したときに、エンジン２によって冷媒ポンプ３２が回転駆動される。一方、膨張機３７には発電機１３６が同軸に配置され、膨張機３７が駆動されるときに発電機１３６が発電する。

第１０実施形態の構成では、ポンプクラッチ１３５の解放のためにはポンプクラッチ１３５にＯＦＦ信号を出力してポンプクラッチ１３５の電磁コイルに電流を流さないことである。

さて、第１０実施形態のポンプクラッチ１３５は、第１実施形態の膨張機クラッチ３５と等価な手段であるので、ポンプクラッチ１３５にＯＮ信号を出力していないのにポンプクラッチ１３５が締結状態のまま固着し得る。このポンプクラッチ１３５が締結状態のままとなる固着を、以下「ポンプクラッチＯＮ固着」で定義する。

ポンプクラッチＯＮ固着が生じている場合にはポンプクラッチ１３５にＯＮ信号を出力していない状態でも冷媒がランキンサイクル３１の冷媒通路を循環するため、熱交換器３６でエンジン出口の冷却水から熱が冷媒に奪われる。この熱交換器３６でエンジン出口の冷却水から熱が奪われる分だけ、エンジン出口の冷却水温度の上昇が遅れるか、エンジン出口の冷却水温度が低下する。こうしたエンジン出口の冷却水温の低下は、既設の冷却水温度センサ７４により検出し得るので、既設の冷却水温度センサ７４に基づけば、エンジン２からランキンサイクル３１への熱交換が促進されるか否かを判定することができる。

このように、ポンプクラッチＯＮ固着は第１実施形態でいうクラッチＯＮ固着と同様であるので、第１実施形態に示したクラッチＯＮ固着診断の考え方を第１０実施形態にも同様に適用できる。すなわち、図２７は第１０実施形態のエンジン暖機中のエンジン出口冷却水温度の変化を示すタイミングチャート、図２８は第１０実施形態のポンプクラッチＯＮ固着診断を説明するためのフローチャートである。第１実施形態の図２，図３と同一部分には同一の符号を付している。図２７，図２８では、第１実施形態の図２，図３に記載されている「クラッチＯＮ固着」を「ポンプクラッチＯＮ固着」と、「クラッチＯＮ固着フラグ」を「ポンプクラッチＯＮ固着フラグ」と読み替えればよいので、説明は省略する。

ポンプクラッチＯＮ固着が生じている場合にはポンプクラッチ１３５（電磁クラッチ）にＯＮ信号を出力していない状態でも冷媒がランキンサイクル３１の冷媒通路を循環するため、熱交換器３６でエンジン出口の冷却水から熱が冷媒に奪われる。この熱交換器３６でエンジン出口の冷却水から熱が奪われる分だけ、エンジン出口の冷却水温度の上昇が遅れるか、エンジン出口の冷却水温度が低下する。このとき、第１０実施形態では、エンジン出口冷却水の上昇がポンプクラッチＯＮ固着が生じていない場合（電磁クラッチが締結状態で固着していない場合）より遅いときに、エンジン２からランキンサイクル３１への熱交換が促進されると判定する。またはエンジン出口冷却水がポンプクラッチＯＮ固着が生じていない場合（電磁クラッチが締結状態で固着していない場合）のエンジン出口の冷却水温度より低下するときに、エンジン２からランキンサイクル３１への熱交換が促進されると判定する。この場合、エンジン出口の冷却水温度は既設の冷却水温度センサ７４により検出している。つまり、第１０実施形態によれば、既設の冷却水温度センサ７４により検出されるエンジン出口の冷却水温度に基づいて、エンジン２からランキンサイクル３１への熱交換が促進されるか否かを判定することができるので、コストアップを抑制できる。

（第１１，第１２の実施形態）
図２９，図３０は第１１，第１２の実施形態のランキンサイクルのシステム全体を表した概略構成図である。第１０実施形態の図２６と同一部分には同一の符号を付している。

第１１，第１２の実施形態は、第１０実施形態に対して、図２９，図３０に示したようにポンプバイパス通路１３１を設け、このポンプバイパス通路１３１にポンプバイパス弁１３２を設けたものである。ポンプバイパス通路１３１は、第１０実施形態と同じに、冷媒ポンプ３２の上流から冷媒ポンプ３２をバイパスして冷媒ポンプ３２の下流に合流するものである。

第１１，第１２の実施形態は、ポンプバイパス弁１３２を設けている点で図２０，図２３に示した第８，第９の実施形態と同じである。このため、第８実施形態に示したポンプクラッチＯＮ固着診断の考え方を第１１実施形態のポンプクラッチＯＮ固着診断の考え方にそのまま適用できる。また、第９実施形態に示したポンプクラッチＯＮ固着診断の考え方を第１２実施形態のポンプクラッチＯＮ固着診断の考え方にそのまま適用できる。このため、第１１，第１２の実施形態によれば、第８，第９の実施形態と同様の作用効果を奏する。

（第１３実施形態）
さて、サーモスタットバルブ１５は、前述のように、エンジン２の暖機完了前など特に冷却水温度が低い場合には、完全にラジエータ１１をバイパスさせることにより、冷却水の全量がバイパス冷却水通路１４側を流れるようにするものである。このサーモスタットバルブ１５が冷却水通路１３側のバルブ開度を大きした状態で固着することがある。このサーモスタットバルブ１５が冷却水通路１３側のバルブ開度を大きくした状態のままとなる固着を、「サーモスタット開固着」で定義する。

サーモスタット開固着が生じると、エンジン出口の冷却水がラジエータ１１に流れラジエータで１１でエンジン冷却水の熱が奪われることになり、エンジン２の暖機完了が遅れてしまう。また、冷媒ポンプ３２がエンジン２により駆動されるのでは、エンジン２の不要な負荷になり燃費が悪化する。つまり、第１実施形態では、サーモスタット開固着とクラッチＯＮ固着とを区別してないので、クラッチＯＮ固着が生じておらずかつサーモスタット開固着が生じている場合に、クラッチＯＮ固着が生じていると誤診断される恐れがある。

そこで第１３実施形態では、サーモスタット開固着とクラッチＯＮ固着とを区別して判別する。両者を区別する方法を図３１を参照して説明すると、図３１最上段はｔ１のタイミングで冷間始動を行い、ｔ５のタイミングでエンジン２が暖機を完了するとしたときのエンジン出口の冷却水温度の変化を示す第１３実施形態のタイミングチャートである。

図３１最上段には、クラッチＯＮ固着、サーモスタット開固着のいずれも生じていない場合のエンジン出口の冷却水温度の変化を破線及び一点鎖線で示している。このうち、破線はランキンサイクル３１の非運転時のエンジン出口冷却水温度推定値Ｔｅｓｔ１、二点鎖線はランキンサイクル３１の運転時のエンジン出口冷却水温度推定値Ｔｅｓｔ２である。ここで、Ｔｅｓｔ２はＴｅｓｔ１よりも遅く上昇する。これは、次の理由からである。すなわち、ランキンサイクル３１の非運転時には熱交換器３６でエンジン出口の冷却水の有する熱が冷媒に奪われることがない。これに対して、ランキンサイクル３１の運転時には熱交換器３６でエンジン出口の冷却水の有する熱が冷媒に奪われるので、そのエンジン出口の冷却水の有する熱が奪われる分、外気の空気温度Ｔａからのエンジン出口の冷却水の温度の上昇が遅れるためである。

ここで、冷間始動前よりサーモスタット開固着が生じておらず、かつ冷間始動前よりクラッチＯＮ固着が生じている場合を、「クラッチＯＮ固着のみが生じている場合」で定義する。また、冷間始動前よりクラッチＯＮ固着が生じておらず、かつ冷間始動前よりサーモスタット開固着が生じている場合を、「サーモスタット開固着のみが生じている場合」で定義する。なお、クラッチＯＮ固着とサーモスタット開固着とが同時に生じることは確率的に非常にまれであるので、クラッチＯＮ固着とサーモスタット開固着とが同時に生じている場合は考えない。

このように定義したとき、クラッチＯＮ固着のみが生じている場合のエンジン出口の冷却水温度Ｔｗは、図３１最上段に太実線で示したように破線と一点鎖線の間で推移すると考えられる。

これは、クラッチＯＮ固着のみが生じている場合といっても様々なケースを考慮するものである。例えば膨張機クラッチ３５が完全に締結している状態になっているケース１の他にも、膨張機クラッチ３５が半クラッチ状態になっているケース２がある。膨張機クラッチ３５が完全に締結している状態になっているケース１では、ランキンサイクル３１の運転時と同一視できる。このときのエンジン出口の冷却水温度は、一点鎖線で示したランキンサイクル運転時の出口冷却水温度推定値Ｔｅｓｔ２とほぼ同様となるものと思われる。一方、膨張機クラッチ３５が半クラッチ状態になっているケース２では、冷媒ポンプ３２の回転速度が、膨張機クラッチ３５が完全に締結している状態のときより低下するので、その分エンジン出口の冷却水から奪われる熱が少なくなる。このエンジン出口の冷却水から奪われる熱が少なくなる分、エンジン出口の冷却水温度は破線で示したランキンサイクル非運転時の出口冷却水温度推定値Ｔｅｓｔ１に近づくものと思われる。ただし、ケース２でのエンジン出口の冷却水温度、Ｔｅｓｔ１に近づくにしてもＴｅｓｔ１とほぼ同じになることはなく、Ｔｅｓｔ１よりも下で推移する。Ｔｅｓｔ１とほぼ同じになることは、クラッチＯＮ固着が生じていない場合のエンジン出口の冷却水温度となることを意味するためである。このように、クラッチＯＮ固着のみが生じている場合のエンジン出口の冷却水温度は、破線と一点鎖線の間で変化する（一点鎖線と一致することはあっても破線と一致することはない）ものと考えられるのである。図３１最上段に示した太実線はケース２の場合である。

次に、サーモスタット開固着のみが生じている場合のエンジン出口の冷却水温度は、図３１最上段に細実線で示したように一点鎖線で示したランキンサイクル運転時の出口冷却水温度推定値Ｔｅｓｔ２よりも下で推移すると経験上考えられる。

今仮に、ｔ９１のタイミングをクラッチＯＮ固着のみ診断タイミングに定めたとする。このとき、ｔ９１の診断タイミングでクラッチＯＮ固着のみが生じている場合のエンジン出口冷却水温度Ｔｗがランキンサイクル非運転時の出口冷却水温度推定値Ｔｅｓｔ１より低くなっている。これより、ｔ９１のタイミングでクラッチＯＮ固着のみが生じていると診断し、図３１第２段目に太実線で示したようにクラッチＯＮ固着のみフラグをゼロから１に切換える。

同様に、ｔ９２のタイミングをサーモスタット開固着のみ診断タイミングに定めたとする。このとき、ｔ９２の診断タイミングでサーモスタット開固着のみが生じている場合のエンジン出口冷却水温度Ｔｗがランキンサイクル運転時の出口冷却水温度推定値Ｔｅｓｔ２より低くなっている。これより、ｔ９２のタイミングでサーモスタット開固着のみが生じていると診断し、図３１第３段目に細実線で示したようにサーモスタット開固着のみフラグをゼロから１に切換える。ここでは、クラッチＯＮ固着のみ診断タイミング（ｔ９１）とサーモスタット開固着のみ診断タイミング（ｔ９２）とをずらせた場合で説明したが、実際には同じタイミングでかまわない。

エンジンコントローラ７１で実行されるこの制御を図３２Ａ，図３２Ｂのフローチャートを参照して説明する。図３２Ａ，図３２ＢのフローはクラッチＯＮ固着のみ診断及びサーモスタット開固着のみ診断を区別して行うためのもので、一定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に実行する。第１実施形態の図３と同一部分には同一の符号を付している。

図３２Ａのステップ１６１，１６２ではクラッチＯＮ固着のみフラグ及びサーモスタット開固着のみフラグをみる。ここでは、クラッチＯＮ固着のみフラグ＝０かつサーモスタット開固着のみフラグ＝０であるとしてステップ３，４に進む。ステップ３，４でエンジン２の暖機が完了しておらずかつエンジン冷間始動後であるときにはエンジン暖機中にあると判断し、図３２Ｂのステップ１６３以降に進む。

図３２Ｂのステップ１６３では、第１実施形態の図３のステップ５と同様にして、ランキンサイクル３１の非運転時の出口冷却水温度推定値θｅ１［Ｋ］を次の式に基づいて算出する。

Ｃ・Ｍ・ｄθｅ１／ｄｔ＝ｑig−ｑoe−ｑoh …（１ ’）
ただし、Ｃ：冷却水の比熱［ｋｃａｌ／ｋｇ・Ｋ］
Ｍ：冷却水の質量［ｋｇ］
ｑig：燃焼ガスから冷却水に伝わる単位時間当たり熱量
［ｋｃａｌ／ｓ］
ｑoe：エンジン表面から外気に伝わる単位時間当たり熱量
［ｋｃａｌ／ｓ］
ｑoh：エアコンのヒータコア表面から外気に伝わる単位時間当たり熱量 ［ｋｃａｌ／ｓ］
上記（１ ’）式は、基本的に上記（１）式と同じ式である。すなわち、エンジン２の暖機完了後であれば、上記（１’）式にラジエータ表面から外気に伝わる単位時間当たり熱量ｑorを加える必要がある。しかしながら、第１３実施形態は第１実施形態と同じにエンジン暖機中が対象であり、エンジン暖機中にはラジエータ１１に冷却水を流さない。よって、エンジン暖機中であれば、ラジエータ表面から外気に伝わる単位時間当たり熱量ｑorは考慮する必要がないため、当該熱量ｑorを省略している。

具体的には上記（１’）式を積分することによって、つまり次式により出口冷却水温度推定値θｅ１を算出する。

θｅ１＝（１／Ｃ・Ｍ）∫（ｑig−ｑoe−ｑoh）ｄｔ …（２’）
上記（２’）式は連続の式であるので、（２’）式から離散値の式を作って出口冷却水温度推定値θｅを算出するようにしてもかまわない。

上記（２’）式に基づいて算出される出口冷却水温度推定値θｅ１を［Ｋ］の単位から［℃］の単位に変換し、変換後の出口冷却水温度推定値を第１出口冷却水温度推定値Ｔｅｓｔ１［℃］とする。

図３２Ｂのステップ１６４では、ランキンサイクル３１の運転時の出口冷却水温度推定値θｅ２［Ｋ］を次の式に基づいて算出する。

Ｃ・Ｍ・ｄθｅ２／ｄｔ＝ｑig−ｑoe−ｑoh−ｑrankine …（４）
ただし、Ｃ：冷却水の比熱［ｋｃａｌ／ｋｇ・Ｋ］
Ｍ：冷却水の質量［ｋｇ］
ｑig：燃焼ガスから冷却水に伝わる単位時間当たり熱量
［ｋｃａｌ／ｓ］
ｑoe：エンジン表面から外気に伝わる単位時間当たり熱量
［ｋｃａｌ／ｓ］
ｑoh：エアコンのヒータコア表面から外気に伝わる単位時間当たり熱量 ［ｋｃａｌ／ｓ］
ｑrankine：ランキンサイクルから外気に伝わる単位時間当たりの熱量
［ｋｃａｌ／ｓ］
上記（４）式と上記（１ ’）式との違いは、上記（４）式ではランキンサイクルから外気に伝わる単位時間当たりの熱量ｑrankineが追加されている点である。

ここで、ランキンサイクルから外気に伝わる単位時間当たりの熱量ｑrankineは、次の式のように、エンジン回転速度Ｎｅ［ｒｐｍ］、エンジン出口の冷却水温度Ｔｗ［℃］、外気の空気温度Ｔａ［℃］、車速ＶＳＰ［ｋｍ／ｈ］の関数である。

ｑrankine＝ｆ（Ｎｅ，Ｔｗ，Ｔａ，ＶＳＰ） …（５）
エンジン暖機中のｑrankineを求める際にエンジン回転速度Ｎｅをパラメーとしているのは、エンジン回転速度Ｎｅによって冷媒流量［ｋｇ／ｓ］が変わるためである。エンジン暖機中のｑrankineを求める際に外気の空気温度Ｔａをパラメーとしているのは、外気の空気温度Ｔａの相違で凝縮器３８の前面温度が変化し、凝縮器３８から外気への放熱量が変わるためである。エンジン暖機中のｑrankineを求める際に車速ＶＳＰをパラメーとしているのは、車速ＶＳＰの相違で凝縮器３８を通過する風速が変化し、凝縮器３８から外気への放熱量が変わるためである。Ｎｅ，Ｔｗ，Ｔａ，ＶＳＰをパラメータとするｑrankineのマップ等の特性は、予め求めておく。

上記エンジン回転速度は、エンジン２に設けている既設のクランク角センサ（図示しない）により検出する。上記エンジン出口の冷却水温度Ｔｗは既設の冷却水温度センサ７４により検出する。上記外気の空気温度Ｔａは既設の空気温度センサ８６（図１０参照）により検出する。上記車速ＶＳＰは既設の車速センサ（図示しない）により検出する。

ここで、エンジン２の暖機完了後であれば、上記（４）式にもラジエータ表面から外気に伝わる単位時間当たり熱量ｑorを加える必要がある。しかしながら、第１３実施形態は第１実施形態と同じにエンジン暖機中が対象であり、エンジン暖機中にはラジエータ１１に冷却水を流さない。よって、エンジン暖機中であれば、ラジエータ表面から外気に伝わる単位時間当たり熱量ｑorは考慮する必要がないため、当該熱量ｑorを省略している。

具体的には上記（４）式を積分することによって、つまり次式により出口冷却水温度推定値θｅ２を算出する。

θｅ２＝（１／Ｃ・Ｍ）∫（ｑig−ｑoe−ｑoh）ｄｔ …（６）
上記（６）式は連続の式であるので、（６）式から離散値の式を作って出口冷却水温度推定値θｅ２を算出するようにしてもかまわない。

上記（６）式に基づいて算出される出口冷却水温度推定値θｅ２を［Ｋ］の単位から［℃］の単位に変換し、変換後の出口冷却水温度推定値を第２出口冷却水温度推定値Ｔｅｓｔ２［℃］とする。

図３２Ｂのステップ１６５では、冷間始動から一定時間が経過したか否かをみる。これは、冷間始動後直ぐを診断タイミングとしたのではエンジン出口の冷却水温度Ｔｗと出口冷却水温度推定値Ｔｅｓｔ１，Ｔｅｓｔ２との差が明確でなく、誤診断を生じる可能性があるので、両者の差が明確となるタイミングを診断タイミングとするためである。一定時間は適合により予め定めておく。冷間始動から一定時間が経過していないときにはそのまま今回の処理を終了する。

図３２Ｂのステップ１６５で冷間始動から一定時間が経過したときには図３２Ｂのステップ１６６に進む。図３２Ｂのステップ１６６では、実際のエンジン出口の冷却水温度Ｔｗがランキンサイクル運転時の出口冷却水温度推定値Ｔｅｓｔ２以上であり、かつランキンサイクル非運転時の出口冷却水温度推定値Ｔｅｓ１未満であるか否かをみる。冷却水温度センサ７４により検出される実際のエンジン出口の冷却水温度Ｔｗが第２出口冷却水温度推定値Ｔｅｓｔ２以上であり、かつ第１出口冷却水温度推定値Ｔｅｓ１未満である場合にはクラッチＯＮ固着のみが生じていると判断する。この場合には図３２Ｂのステップ１６７に進み、クラッチＯＮ固着のみフラグ＝１とする。

図３２Ｂのステップ１６６で実際のエンジン出口の冷却水温度Ｔｗが第２出口冷却水温度推定値Ｔｅｓｔ２以上であり、かつ第１出口冷却水温度推定値Ｔｅｓ１未満である場合でなかったときには図３２Ｂのステップ１６８に進む。図３２Ｂのステップ１６８では、実際のエンジン出口の冷却水温度Ｔｗと第２出口冷却水温度推定値Ｔｅｓｔ２を比較する。実際のエンジン出口の冷却水温度Ｔｗが第２出口冷却水温度推定値Ｔｅｓｔ２未満であるときにはサーモスタット開固着のみが生じていると判断し、図３２Ｂのステップ１６９に進んでサーモスタット開固着のみフラグ＝１とする。

図３２Ｂのステップ１６８で実際のエンジン出口の冷却水温度Ｔｗが第２出口冷却水温度推定値Ｔｅｓｔ２以上であるときには、クラッチＯＮ固着のみ、サーモスタット開固着のみとも生じていないと判断する。このときには図３２Ｂのステップ１７０，１７１でクラッチＯＮ固着のみフラグ＝０、サーモスタット開固着のみフラグ＝０とする
これでクラッチＯＮ固着のみが生じているか否か、サーモスタット開固着のみが生じているか否かの診断を終了するので、図３２Ｂのステップ１１では診断済みフラグ＝１とする。

図３２Ｂのステップ１１で診断済みフラグ＝１となったときには、次回以降図３２Ａのステップ１よりステップ１６１以降に進むことができない。つまり、クラッチＯＮ固着のみが生じているか否か、サーモスタット開固着のみが生じているか否かの診断はエンジン暖機中に一度だけ行う。

第１３実施形態では、エンジン出口冷却水を冷却するラジエータ１１と、サーモスタットバルブ１５とを備えている。サーモスタットバルブ１５は、ラジエータ１１に流れる冷却水とラジエータ１１をバイパスして流れる冷却水との流量割合をバルブ開度によって調整し得るものである。また、サーモスタットバルブ１５は、エンジン暖機中にはエンジン出口冷却水の全量がラジエータ１１をバイパスして流れるようにバルブ開度を調整する。また、第１３実施形態では、第１出口冷却水温度推定値算出手段と、第２出口冷却水温度推定値算出手段と、冷却水温度センサ７４（エンジン出口冷却水温度検出手段）とを備えている。ここで、第１出口冷却水温度推定値算出手段はランキンサイクル３１の非運転時のエンジン出口の冷却水温度の推定値を第１出口冷却水温度推定値Ｔｅｓｔ１として算出する。第２出口冷却水温度推定値算出手段はランキンサイクルの運転時のエンジン出口の冷却水温度の推定値を第２出口冷却水温度推定値Ｔｅｓｔ２として算出する。冷却水温度センサ７４は実際のエンジン出口の冷却水温度を検出する。そして、エンジン暖機中に実際のエンジン出口の冷却水温度Ｔｗが第２出口冷却水温度推定値Ｔｅｓｔ２以上でかつ第１出口冷却水温度推定値Ｔｅｓｔ１未満である場合に、クラッチＯＮ固着のみが生じている（電磁クラッチが締結状態で固着している）と判定する。これによって、サーモスタット開固着のみが生じている（サーモスタットバルブがエンジン出口冷却水の全部または一部をラジエータに流している状態で固着している）ことに起因して、クラッチＯＮ固着のみが生じていると誤診断することを回避することができる。

第１３実施形態では、エンジン暖機中に実際のエンジン出口の冷却水温度Ｔｗが第２出口冷却水温度推定値Ｔｅｓｔ２未満である場合に、次のように判定する。すなわち、サーモスタット開固着のみが生じている（サーモスタットバルブがエンジン出口冷却水の全部または一部をラジエータに流している状態で固着している）と判定する。これによって、サーモスタット開固着のみが生じている（サーモスタットバルブがエンジン出口冷却水の全部または一部を前記ラジエータに流している状態で固着している）か否かを診断できる。

１ エンジン駆動車両
１’ハイブリッド車両
２ エンジン
２ａ クランクプーリ（伝動機構の一部）
３１ ランキンサイクル
３２ 冷媒ポンプ
３３ ポンププーリ（伝動機構の一部）
３４ ベルト（伝動機構の一部）
３５ 膨張機クラッチ（電磁クラッチ）
３６ 熱交換器
３７ 膨張機
３８ 凝縮器
３８’ 液冷式凝縮器
６５ バイパス通路
６６ バイパス弁
７１ エンジンコントローラ
７２，７３，７５，７６ 冷媒圧力センサ
７４ 冷却水温度センサ（エンジン出口冷却水温度検出手段）
８１，８２，８３，８４ 冷媒温度センサ
８５ 空気温度センサ
８６ 空気温度センサ
１２２ 凝縮器出口冷却水温度センサ
１３１ ポンプバイパス通路
１３２ ポンプバイパス弁
１３５ ポンプクラッチ（電磁クラッチ）
１３６ 発電機

Claims (16)

1. エンジンの廃熱を冷媒に回収する熱交換器、この熱交換器出口の冷媒を用いて動力を発生させる膨張機、この膨張機を出た冷媒を凝縮させる凝縮器、この凝縮器からの冷媒を前記熱交換器に供給する冷媒ポンプを含むランキンサイクルと、
   前記冷媒ポンプの軸と前記エンジンの回転軸とを、締結・解放し得る電磁クラッチを介して連結する伝動機構と、
   を備えるエンジンの廃熱利用装置において、
   エンジン暖機中に前記エンジンから前記ランキンサイクルへの熱交換が促進されると判定される場合に、前記電磁クラッチが締結状態で固着していると診断する固着診断手段を設けたことを特徴とするエンジンの廃熱利用装置。
2. 前記電磁クラッチにＯＮ信号を出力していない状態で、エンジン出口の冷却水温度の上昇が前記電磁クラッチが締結状態で固着していない場合のエンジン出口の冷却水温度の上昇より遅いときに、または前記エンジン出口の冷却水温度が前記電磁クラッチが締結状態で固着していない場合のエンジン出口の冷却水温度より低下するときに、前記エンジンから前記ランキンサイクルへの熱交換が促進されると判定することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの廃熱利用装置。
3. 前記エンジン出口冷却水を冷却するラジエータと、
   前記ラジエータに流れる冷却水と前記ラジエータをバイパスして流れる冷却水との流量割合をバルブ開度によって調整し得るサーモスタットであって、前記エンジン暖機中には前記エンジン出口冷却水の全量が前記ラジエータをバイパスして流れるようにバルブ開度を調整するサーモスタットバルブと、
   前記ランキンサイクルの非運転時のエンジン出口の冷却水温度の推定値を第１出口冷却水温度推定値として算出する第１出口冷却水温度推定値算出手段と、
   前記ランキンサイクルの運転時のエンジン出口の冷却水温度の推定値を第２出口冷却水温度推定値として算出する第２出口冷却水温度推定値算出手段と、
   実際のエンジン出口の冷却水温度を検出するエンジン出口冷却水温度検出手段と
   を備え、
   前記エンジン暖機中に前記実際のエンジン出口の冷却水温度が前記第２出口冷却水温度推定値以上でかつ前記第１出口冷却水温度推定値未満である場合に、前記電磁クラッチが締結状態で固着していると判定することを特徴とする請求項２に記載のエンジンの廃熱利用装置。
4. 前記エンジン暖機中に前記実際のエンジン出口の冷却水温度が前記第２出口冷却水温度推定値未満である場合に、前記サーモスタットバルブが前記エンジン出口冷却水の全部または一部を前記ラジエータに流している状態で固着していると判定することを特徴とする請求項３に記載のエンジンの廃熱利用装置。
5. 前記電磁クラッチにＯＮ信号を出力していない状態で、前記ランキンサイクルの冷媒通路を流れる冷媒の圧力もしくは温度が前記電磁クラッチが締結状態で固着していない場合に前記ランキンサイクルの冷媒通路を流れる冷媒の圧力もしくは温度より上昇するときに、または前記ランキンサイクルの冷媒通路のうち同一の箇所でない二箇所を流れる冷媒の圧力の差圧力が予め定めた所定値以上に生じるときにもしくは前記ランキンサイクルの冷媒通路のうち同一の箇所でない二箇所を流れる冷媒の温度の差温度が予め定めた所定値以上に生じるときに、前記エンジンから前記ランキンサイクルへの熱交換が促進されると判定することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの廃熱利用装置。
6. 前記凝縮器を車両の走行風が当たる場所に設けると共にこの凝縮器を冷却するファンを備え、
   前記電磁クラッチにＯＮ信号を出力していない状態で、前記凝縮器下流の空気温度が前記電磁クラッチが締結状態で固着していない場合の前記凝縮器下流の空気温度より上昇するときに、前記エンジンから前記ランキンサイクルへの熱交換が促進されると判定することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの廃熱利用装置。
7. 前記凝縮器は前記冷媒と液冷媒との間で熱交換を行う液冷式であり、
   前記電磁クラッチにＯＮ信号を出力していない状態で、前記液冷式の凝縮器の出口の液冷媒温度が前記電磁クラッチが締結状態で固着していない場合の前記液冷式の凝縮器の出口の液冷媒温度より上昇するときに、前記エンジンから前記ランキンサイクルへの熱交換が促進されると判定することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの廃熱利用装置。
8. 前記冷媒の圧力は、前記冷媒ポンプの出口圧力、前記膨張機の入口圧力の少なくとも一つであるか、または冷媒の圧力の差圧力は、前記冷媒ポンプの出口圧力、前記膨張機の入口圧力のいずれか一方から前記膨張機の出口圧力、前記冷媒ポンプの入口圧力のいずれか一方を差し引いた値であることを特徴とする請求項５に記載のエンジンの廃熱利用装置。
9. 前記冷媒の温度は、前記膨張機の入口温度、前記冷媒ポンプの出口温度の少なくとも一つであるか、または冷媒の温度の差温度は、前記膨張機の入口温度、前記冷媒ポンプの出口温度のいずれか一方から前記膨張機の出口温度、前記冷媒ポンプの入口温度のいずれか一方を差し引いた値であることを特徴とする請求項５に記載のエンジンの廃熱利用装置。
10. 前記膨張機の上流から前記膨張機をバイパスして膨張機の下流に合流するバイパス通路に、常開のバイパス弁を備え、
    前記冷媒の圧力が前記膨張機の入口圧力であるときにまたは前記冷媒の温度が前記膨張機の入口温度であるときに前記バイパス弁を全閉状態へと切換えることを特徴とする請求項５に記載のエンジンの廃熱利用装置。
11. 前記膨張機の上流から前記膨張機をバイパスして膨張機の下流に合流するバイパス通路に、常開のバイパス弁を備え、
    前記冷媒の差圧力は、前記バイパス弁を全開状態から全閉状態へと切換えたときの前記膨張機の前後圧力差であることを特徴とする請求項５に記載のエンジンの廃熱利用装置。
12. 前記膨張機の上流から前記膨張機をバイパスして膨張機の下流に合流するバイパス通路に、常開のバイパス弁を備え、
    前記冷媒の差温度は、前記バイパス弁を全開状態から全閉状態へと切換えたときの前記膨張機の前後温度差であることを特徴とする請求項５に記載のエンジンの廃熱利用装置。
13. 前記冷媒ポンプの上流から前記冷媒ポンプをバイパスして冷媒ポンプの下流に合流するバイパス通路に、常開の第２バイパス弁を備え、
    前記冷媒の圧力が前記冷媒ポンプの出口圧力であるときにまたは前記冷媒の温度が前記冷媒ポンプの出口温度であるときに前記第２バイパス弁を全閉状態へと切換えることを特徴とする請求項５に記載のエンジンの廃熱利用装置。
14. 前記冷媒ポンプの上流から前記冷媒ポンプをバイパスして冷媒ポンプの下流に合流するバイパス通路に、常開の第２バイパス弁を備え、
    前記冷媒の差圧力は、前記第２バイパス弁を全開状態から全閉状態へと切換えたときの前記冷媒ポンプの前後圧力差であることを特徴とする請求項５に記載のエンジンの廃熱利用装置。
15. 前記冷媒ポンプの上流から前記冷媒ポンプをバイパスして冷媒ポンプの下流に合流するバイパス通路に、常開のバイパス弁を備え、
    前記冷媒の差温度は、前記バイパス弁を全開状態から全閉状態へと切換えたときの前記冷媒ポンプの前後温度差であることを特徴とする請求項５に記載のエンジンの廃熱利用装置。
16. 前記冷媒ポンプと前記膨張機と同じ軸とすることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの廃熱利用装置。

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